JP6543849B2 - Observation device - Google Patents

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Description

本発明は、観察装置に関する。   The present invention relates to an observation device.

非特許文献1には、2光子顕微鏡が開示されている。非特許文献1の2光子顕微鏡は、マウスの脳に励起光となるレーザ光を照射している。そして、脳の様々な領域を観察している。また、非特許文献2には多光子顕微鏡が開示されている。非特許文献2の多光子顕微鏡は、対物レンズを−5°〜+95°の範囲で回転させることができる回転式顕微鏡である。   Non-Patent Document 1 discloses a two-photon microscope. The two-photon microscope of Non-Patent Document 1 irradiates the brain of a mouse with laser light to be excitation light. And he observes various areas of the brain. Further, Non-Patent Document 2 discloses a multiphoton microscope. The multiphoton microscope of Non Patent Literature 2 is a rotary microscope that can rotate an objective lens in a range of -5 ° to + 95 °.

Sofroniew et al., “A large field of view two-photon mesoscope with subcellular resolution for in vivo imaging” eLife 2016;5:e14472.Sofroniew et al., “A large field of view two-photon mesoscope with subcellular resolution for in vivo imaging” eLife 2016; 5: e14472. https://www.thorlabs.co.jp/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=7494&pn=bergamo#ad-image-0:インターネット 2017年3月23日検索https://www.thorlabs.co.jp/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=7494&pn=bergamo#ad-image-0: Internet March 23, 2017 search

脳研究では、広域ネットワーク観察のため、様々な部位を様々な方向から観察することが望まれる。しかしながら、非特許文献2の顕微鏡では1軸周りにしか、対物レンズを回転することができない。従って、様々な方向から観察するためには、サンプルを回転させる必要がある。しかしながら、サンプルがマウスやマーモセットなどの実験動物の場合、サンプルを回転させると、サンプルがストレス等の影響を受けてしまうおそれがある。よって、装置に起因する影響を受けないで様々な方向から観察することが困難であるという問題点がある。   In brain research, it is desirable to observe various parts from various directions for wide area network observation. However, in the microscope of Non-Patent Document 2, the objective lens can be rotated only around one axis. Thus, in order to observe from various directions, it is necessary to rotate the sample. However, when the sample is an experimental animal such as a mouse or a marmoset, when the sample is rotated, the sample may be affected by stress or the like. Therefore, there is a problem that it is difficult to observe from various directions without being affected by the device.

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、様々な方向からサンプルを観察することができる観察装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made on the background of such a situation, and an object of the present invention is to provide an observation device capable of observing a sample from various directions.

本実施形態の一態様にかかる観察装置は、第1の軸周りに回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸を前記第1の軸周りに回転させる回転軸駆動機構と、前記回転軸に取り付けられたアームであって、第1のガイド機構が設けられたアームと、前記第1のガイド機構に沿って移動可能に設けられた光学系ユニットであって、サンプルに照射される照射光を走査するスキャナを有する光学系ユニットと、前記光学系ユニットのサンプル側に取り付けられ、前記スキャナで走査された照射光をサンプルに集光する対物レンズと、前記対物レンズが前記第1の軸の延長線上にある回転中心点周りに回転移動するように、前記光学系ユニットを前記第1のガイド機構に沿って移動させるユニット駆動機構と、を備えたものである。   An observation apparatus according to an aspect of the present embodiment includes a rotation shaft rotatably provided about a first axis, a rotation axis drive mechanism for rotating the rotation axis about the first axis, and the rotation axis An arm provided with a first guide mechanism, and an optical system unit movably provided along the first guide mechanism, the irradiation light being irradiated to the sample An optical system unit having a scanner for scanning the object, an objective lens attached to the sample side of the optical system unit, for condensing the irradiation light scanned by the scanner onto the sample, and the objective lens of the first axis And a unit drive mechanism for moving the optical system unit along the first guide mechanism so as to rotationally move around a rotation center point on an extension line.

上記の観察装置において、前記回転軸の内部を光が通過できるよう、前記回転軸が中空に形成されており、前記観察装置は、前記第1の軸上において前記アームに取り付けられ、前記回転軸の内部を通過した照射光を反射する回転ミラーと、前記アームに対して移動可能に設けられ、前記回転ミラーからの照射光を前記光学系ユニットに向けて反射する可動ミラーと、前記第1のガイド機構における前記光学系ユニットの位置に応じて、前記回転ミラーと前記可動ミラーとの間隔を変化させるよう、前記可動ミラーを移動させるミラー駆動機構、をさらに備えていてもよい。   In the above observation apparatus, the rotation axis is hollow so that light can pass through the inside of the rotation axis, and the observation apparatus is attached to the arm on the first axis, and the rotation axis A movable mirror that reflects the irradiation light that has passed through the inside of the lens, a movable mirror that is provided movably with respect to the arm, and reflects the irradiation light from the rotation mirror toward the optical system unit; The apparatus may further include a mirror drive mechanism that moves the movable mirror so as to change the distance between the rotating mirror and the movable mirror in accordance with the position of the optical system unit in the guide mechanism.

上記の観察装置において、前記アームには、前記ミラー駆動機構による前記可動ミラーの直進移動をガイドする第2のガイド機構が設けられていてもよい。   In the above observation apparatus, the arm may be provided with a second guide mechanism that guides the rectilinear movement of the movable mirror by the mirror drive mechanism.

上記の観察装置において、前記光学系ユニットに設けられ、前記可動ミラーで反射した照射光が入射する第1の角度可変ミラーを備え、前記第1の角度可変ミラーで反射した照射光が前記スキャナで走査され、前記第1の角度可変ミラーの角度が、前記第1のガイド機構における前記光学系ユニットの位置に応じて変化するようにしてもよい。   In the above-described observation apparatus, the observation device includes a first angle variable mirror provided in the optical system unit to which the irradiation light reflected by the movable mirror is incident, and the irradiation light reflected by the first angle variable mirror is transmitted by the scanner The scanned angle of the first variable angle mirror may be changed according to the position of the optical system unit in the first guide mechanism.

上記の観察装置において、前記回転軸の内部を光が通過できるよう、前記回転軸が中空に形成されており、前記観察装置は、前記第1の軸上において前記アームに取り付けられ、前記回転軸の内部を通過した照射光を反射する回転ミラーと、前記アームに設けられ、前記回転ミラーからの照射光を前記光学系ユニットに向けて反射する第2の角度可変ミラーと、を備え、前記光学系ユニットは、前記光学系ユニットに取り付けられ、前記第2の角度可変ミラーで反射した照射光を反射する第3の角度可変ミラーと、前記第3の角度可変ミラーで反射した照射光を反射するミラーと、を備え、前記ミラーに対する前記照射光の入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化し、前記第3の角度可変ミラーに対する前記照射光の入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化するようにしてもよい。   In the above observation apparatus, the rotation axis is hollow so that light can pass through the inside of the rotation axis, and the observation apparatus is attached to the arm on the first axis, and the rotation axis And a second variable-angle mirror provided on the arm to reflect light emitted from the rotating mirror toward the optical system unit, the optical The system unit is attached to the optical system unit and reflects a third angle variable mirror that reflects the irradiation light reflected by the second angle variable mirror, and reflects the irradiation light reflected by the third angle variable mirror And the angle of the third variable angle mirror is changed according to the incident position of the irradiation light to the mirror, and the irradiation light is incident on the third variable angle mirror. Depending on the location, angle of the second variable angle mirrors may be changed.

上記の観察装置において、前記第3の角度可変ミラー、及び前記ミラーは、それぞれ、基板と、前記基板の前面側に設けられ、前記照射光の一部を透過するように形成された反射膜と、前記基板の背面側に設けられ、前記照射光の入射位置を検出する位置センサと、を備え、前記ミラーの前記位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化し、前記第3の角度可変ミラーの前記位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化するようにしてもよい。   In the above observation apparatus, the third variable angle mirror and the mirror are respectively provided on a substrate, a front surface side of the substrate, and a reflective film formed to transmit a part of the irradiation light. A position sensor provided on the back side of the substrate to detect the incident position of the irradiation light, and the third variable angle mirror according to the incident position detected by the position sensor of the mirror The angle may be changed, and the angle of the second variable-angle mirror may be changed according to the incident position detected by the position sensor of the third variable-angle mirror.

上記の観察装置において、前記第3の角度可変ミラーと前記ミラーとの間の光路中に配置され、前記第3の角度可変ミラーで反射した前記照射光の一部を取り出す第1のビームサンプラと、前記第1のビームサンプラで取り出された前記照射光の入射位置を検出する第1の位置センサと、前記ミラーと前記スキャナとの間の光路中に配置され、前記ミラーで反射した照射光の一部を取り出す第2のビームサンプラと、前記第1のビームサンプラで取り出された前記照射光の入射位置を検出する第2の位置センサと、をさらに備え、前記第1の位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化し、前記第2の位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化するようにしてもよい。   In the above observation apparatus, a first beam sampler disposed in an optical path between the third variable angle mirror and the mirror and extracting a part of the irradiation light reflected by the third variable angle mirror. A first position sensor for detecting an incident position of the irradiation light extracted by the first beam sampler; and an optical path disposed between the mirror and the scanner and reflected by the mirror It further comprises a second beam sampler for taking out a part, and a second position sensor for detecting an incident position of the irradiation light taken out by the first beam sampler, and is detected by the first position sensor. The angle of the second variable angle mirror is changed according to the incident position, and the angle of the third variable angle mirror is changed according to the incident position detected by the second position sensor. The Good.

上記の観察装置は、前記照射光を発生するパルスレーザ光源をさらに備えていてもよい。   The above observation apparatus may further include a pulse laser light source that generates the irradiation light.

上記の観察装置は、前記光学系ユニットに照射光を導入する光ファイバをさらに備えていてもよい。   The above observation apparatus may further include an optical fiber for introducing the irradiation light into the optical system unit.

上記の観察装置において、前記回転中心点を挟んで、前記光学系ユニットと対称な位置において、前記アームにカウンタウェイトが取り付けられていてもよい。   In the above observation apparatus, a counter weight may be attached to the arm at a position symmetrical to the optical system unit with the rotation center point interposed therebetween.

本発明によれば、様々な方向からサンプルを観察することができる観察装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an observation device capable of observing a sample from various directions.

実施の形態1にかかる観察装置の主要部の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the main part of the observation apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる観察装置の主要部の構成を示すXY平面図である。FIG. 2 is an XY plan view showing the configuration of the main part of the observation device according to Embodiment 1. 実施の形態1にかかる観察装置の動作を示すYZ平面図である。FIG. 7 is a YZ plan view showing the operation of the observation device according to Embodiment 1. 実施の形態2にかかる観察装置の主要部の構成を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the main part of the observation device according to Embodiment 2. 実施の形態2にかかる観察装置の動作を示すYZ平面図である。FIG. 14 is a YZ plan view showing the operation of the observation device according to the second embodiment. 実施の形態2にかかる観察装置の光学系の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of an optical system of an observation apparatus according to a second embodiment. 実施の形態2にかかる観察装置の光学系の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of an optical system of an observation apparatus according to a second embodiment. θ角度と可動ミラーの角度補正ミラーと関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating relationship with (theta) angle and the angle correction mirror of a movable mirror. 実施の形態2にかかる観察装置の制御ブロック図である。FIG. 10 is a control block diagram of the observation device according to Embodiment 2. 実施の形態3にかかる観察装置の動作を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an operation of the observation device according to the third embodiment. 実施の形態3にかかる観察装置に用いられる位置センサミラーの構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a position sensor mirror used in the observation apparatus according to the third embodiment. 実施の形態3にかかる観察装置に用いられるサーボループを説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a servo loop used in the observation device according to the third embodiment. 実施の形態3の変形例1にかかる観察装置の構成を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for describing a configuration of an observation device according to a first modification of the third embodiment.

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。   Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description is for describing the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. The following description is omitted and simplified as appropriate for clarification of the explanation. In addition, one skilled in the art would be able to easily change, add, and convert the elements of the following embodiments within the scope of the present invention. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same element, and description is abbreviate | omitted suitably.

実施の形態1.
本実施の形態にかかる観察装置の主要部の構成について、図1、及び図2を用いて説明する。図1は、観察装置100の主要部の構成を示す斜視図である。具体的には、図1は、観察装置100の光学系ユニット110と対物レンズ120とを回転可能に保持する保持装置10の構成を模式的に示している。保持装置10は、サンプルを動かさずに、様々な方向からサンプルを観察するために、光学系の一部を回転移動可能に保持している。図2は保持装置10の構成を示すXY平面図である。なお、図1、図2では一部の構成が適宜省略されている。例えば、観察装置100に設けられた照明光源等は省略されている。
Embodiment 1
The configuration of the main part of the observation apparatus according to the present embodiment will be described using FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the main part of the observation device 100. As shown in FIG. Specifically, FIG. 1 schematically shows the configuration of a holding device 10 that rotatably holds the optical system unit 110 and the objective lens 120 of the observation apparatus 100. The holding device 10 rotatably holds a part of the optical system in order to observe the sample from various directions without moving the sample. FIG. 2 is an XY plan view showing the configuration of the holding device 10. In addition, the one part structure is suitably abbreviate | omitted in FIG. 1, FIG. For example, the illumination light source and the like provided in the observation device 100 are omitted.

観察装置100は、回転軸11と、アーム12と、第1のウェイト13と、第2のウェイト14と、ガイド機構15と、軸受け16と、台座17と、光学系ユニット110と、対物レンズ120と、を備えている。以下、適宜XYZ3次元直交座標系を用いて説明する。Z軸は、回転軸11の中心軸であり、ここでは水平方向となっている。また、X方向は水平方向となり、Y方向は鉛直方向となっている。もちろん、X軸、Y軸、Z軸は相対的なものであり、観察装置100の設置方向に応じて変化する。対物レンズ120の光軸OXとZ軸と交差する点を観察中心点Oとする。観察中心点Oにはサンプル(図1、図2では不図示)が配置される。なお、サンプルは図示しないサンプルステージに載置されている。   The observation apparatus 100 includes a rotating shaft 11, an arm 12, a first weight 13, a second weight 14, a guide mechanism 15, a bearing 16, a pedestal 17, an optical system unit 110, and an objective lens 120. And have. The following description will be made using an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system as appropriate. The Z axis is a central axis of the rotation axis 11, and is in the horizontal direction here. Also, the X direction is a horizontal direction, and the Y direction is a vertical direction. Of course, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are relative, and change according to the installation direction of the observation apparatus 100. A point at which the optical axis OX of the objective lens 120 intersects with the Z axis is taken as an observation center point O. A sample (not shown in FIGS. 1 and 2) is disposed at the observation center point O. The sample is placed on a sample stage (not shown).

回転軸11は、Z方向に沿って設けられている。回転軸11は円柱又は円筒状になっている。具体的には、Z軸が回転軸11の回転中心と一致している。そして、回転軸11は軸受け16を介して台座17(図1では省略)に固定されている。すなわち、台座17、及び軸受け16は、回転軸11を回転可能に保持している。回転軸11は、Z軸周りに回転する。図1に示すように、Z軸周りの回転方向をφ方向とする。また、φ方向の回転をφ軸回転とも称する。   The rotation axis 11 is provided along the Z direction. The rotating shaft 11 is cylindrical or cylindrical. Specifically, the Z axis coincides with the rotation center of the rotation shaft 11. The rotating shaft 11 is fixed to a pedestal 17 (not shown in FIG. 1) via a bearing 16. That is, the pedestal 17 and the bearing 16 rotatably hold the rotating shaft 11. The rotation axis 11 rotates around the Z axis. As shown in FIG. 1, the rotation direction around the Z axis is taken as the φ direction. Also, rotation in the φ direction is also referred to as φ-axis rotation.

回転軸11の一端には、アーム12が取り付けられている。アーム12は、回転軸11の先端に連結されている。アーム12は、回転軸11から2方向の延びる馬蹄状のプレートとなっている。アーム12の中央部が回転軸11に固定され、両端が−Z方向に延在している。なお、アーム12の形状は特に限定されるものではなく、C字状、又はU字状であってもよい。アーム12は、回転軸11とともにφ方向に回転する。すなわち、回転軸11をモータなどの駆動機構で回転させるとアーム12がφ方向に回転する。   An arm 12 is attached to one end of the rotating shaft 11. The arm 12 is connected to the tip of the rotating shaft 11. The arm 12 is a horseshoe-shaped plate extending in two directions from the rotation shaft 11. The central portion of the arm 12 is fixed to the rotating shaft 11, and both ends extend in the -Z direction. The shape of the arm 12 is not particularly limited, and may be C-shaped or U-shaped. The arm 12 rotates in the φ direction with the rotation shaft 11. That is, when the rotary shaft 11 is rotated by a drive mechanism such as a motor, the arm 12 rotates in the φ direction.

図1、図2に示すように、アーム12がXY平面と平行になっている角度をφ軸回転の基準角度とする。基準角度において、アーム12の一端は回転軸11の上方(+Y側)に配置され、他端はZ軸の下方(−Y側)に配置されている。回転軸11は、例えば、φ方向に±30°回転することができる。よって、基準角度を0°とすると、アーム12が、φ方向に−30°〜+30°の範囲で回転することができる。もちろん、φ方向の回転可能な範囲は±30°に限られるものではない。   As shown in FIGS. 1 and 2, an angle at which the arm 12 is in parallel with the XY plane is taken as a reference angle of φ axis rotation. At the reference angle, one end of the arm 12 is disposed above the rotating shaft 11 (+ Y side), and the other end is disposed below the Z axis (−Y side). The rotation shaft 11 can rotate, for example, ± 30 ° in the φ direction. Therefore, if the reference angle is 0 °, the arm 12 can rotate in the φ direction in the range of −30 ° to + 30 °. Of course, the rotatable range in the φ direction is not limited to ± 30 °.

アーム12は、第1のガイド機構となるガイド機構15を有している。ガイド機構15は、アーム12の中央部から一端までの間に配置されている。例えば、アーム12の一方の面にガイド溝を形成することで、アーム12にガイド機構15が設けられる。なお、アーム12において、ガイド機構15が形成された面をガイド形成面12aとする。例えば、基準角度において、ガイド形成面12aは、YZ平面に平行な平面となっている。もちろん、ガイド形成面12aは平面に限られるものではない。なお、ガイド形成面12aにガイドレール等を取り付けることで、ガイド機構15が形成されていてもよい。   The arm 12 has a guide mechanism 15 which is a first guide mechanism. The guide mechanism 15 is disposed between the central portion of the arm 12 and one end. For example, the guide mechanism 15 is provided in the arm 12 by forming a guide groove in one surface of the arm 12. In the arm 12, a surface on which the guide mechanism 15 is formed is referred to as a guide forming surface 12a. For example, at the reference angle, the guide forming surface 12a is a plane parallel to the YZ plane. Of course, the guide forming surface 12a is not limited to a plane. In addition, the guide mechanism 15 may be formed by attaching a guide rail etc. to the guide formation surface 12a.

ガイド機構15は、光学系ユニット110の移動をガイドする。光学系ユニット110は、ガイド機構に沿って移動可能に設けられている。例えば、ガイド形成面12aにおいて、ガイド機構15は、円弧状に形成されている。ガイド機構15の円弧は、例えば、観察中心点Oの近傍を中心とした円弧である。したがって、ガイド形成面12a上を、光学系ユニット110は、円弧に沿って移動する。   The guide mechanism 15 guides the movement of the optical system unit 110. The optical system unit 110 is provided movably along the guide mechanism. For example, in the guide forming surface 12 a, the guide mechanism 15 is formed in an arc shape. The arc of the guide mechanism 15 is, for example, an arc centered on the vicinity of the observation center point O. Therefore, the optical system unit 110 moves along the arc on the guide forming surface 12a.

図2に示すように、基準角度においてガイド形成面12aは、Z軸から−X方向にずれている。すなわち、基準角度において、ガイド形成面12aを含む平面とZ軸とは交差しないように配置されている。具体的には、光学系ユニット110や対物レンズ120等の大きさに応じて、アーム12のガイド形成面12aは、Z軸からずれて配置されている。   As shown in FIG. 2, at the reference angle, the guide forming surface 12 a is offset from the Z axis in the −X direction. That is, at the reference angle, the plane including the guide forming surface 12a is arranged not to intersect the Z axis. Specifically, in accordance with the size of the optical system unit 110, the objective lens 120, etc., the guide forming surface 12a of the arm 12 is disposed offset from the Z axis.

光学系ユニット110のサンプル側には、対物レンズ120が取り付けられている。基準角度において、対物レンズ120の光軸OXはZ軸と交差するように配置されている。対物レンズ120の光軸OXが観察中心点Oを通るように、ガイド形成面12aは観察中心点Oから−X方向にずれて配置されている。対物レンズ120は、光学系ユニット110の観察中心点O側に配置されている。光学系ユニット110が、ガイド機構15に沿って回転移動すると、対物レンズ120が光学系ユニット110とともにθ方向へ回転移動する。また、回転軸11が回転すると、アーム12に取り付けられた光学系ユニット110、及び対物レンズ120もφ方向へ回転する。従って、光学系ユニット110、及び対物レンズ120は、観察中心点Oを回転中心点としてθ、及びφの両方向へ回転移動する。   An objective lens 120 is attached to the sample side of the optical system unit 110. At the reference angle, the optical axis OX of the objective lens 120 is arranged to intersect the Z axis. The guide forming surface 12 a is disposed so as to be shifted in the −X direction from the observation center point O such that the optical axis OX of the objective lens 120 passes through the observation center point O. The objective lens 120 is disposed on the observation center point O side of the optical system unit 110. When the optical system unit 110 rotationally moves along the guide mechanism 15, the objective lens 120 rotationally moves in the θ direction together with the optical system unit 110. In addition, when the rotating shaft 11 rotates, the optical system unit 110 attached to the arm 12 and the objective lens 120 also rotate in the φ direction. Therefore, the optical system unit 110 and the objective lens 120 rotationally move in both directions θ and φ with the observation center point O as a rotation center point.

光学系ユニット110は、例えば、複数の光学素子と、筐体と、を有している。筐体は複数の光学素子を収容する。よって、光学系ユニット110の移動にともなって、筐体内に配置された複数の光学素子は一体に移動する。光学系ユニット110は、サンプルに向かう照射光(照明光)を伝搬する光学系、及びサンプルからの観察光を光検出器に伝搬する光学系の少なくとも一部を備えている。具体的には、光学系ユニット110は、サンプルに照射される照射光を走査するスキャナ等を含んでいる。例えば、光学系ユニット110は、スキャナとして、ガルバノミラー等を有している。もちろん、光学系ユニット110はスキャナ以外の光学素子、例えば、ミラー、ダイクロイックミラー、光検出器等を有していてもよい。光学系ユニット110内に設けられた光学系の具体例については後述する。   The optical system unit 110 has, for example, a plurality of optical elements and a housing. The housing accommodates a plurality of optical elements. Therefore, along with the movement of the optical system unit 110, the plurality of optical elements disposed in the housing move together. The optical system unit 110 includes an optical system that propagates illumination light (illumination light) directed to the sample, and at least a portion of an optical system that propagates observation light from the sample to the light detector. Specifically, the optical system unit 110 includes a scanner or the like that scans the irradiation light irradiated to the sample. For example, the optical system unit 110 has a galvano mirror or the like as a scanner. Of course, the optical system unit 110 may have an optical element other than the scanner, for example, a mirror, a dichroic mirror, a light detector or the like. A specific example of the optical system provided in the optical system unit 110 will be described later.

光学系ユニット110で走査された照射光は、対物レンズ120に入射する。対物レンズ120は、光学系ユニット110で走査された照射光を集光する。対物レンズ120に観察中心点Oにあるサンプルに向けて照射光を集光する。対物レンズ120による照射光の焦点は、観察中心点Oとすることができる。対物レンズ120のみをY方向に移動させれば、観察中心点Oを中心とする球面上を焦点とすることも可能である。また、サンプルからの観察光が対物レンズ120に入射すると、対物レンズ120は観察光を屈折する。そして、サンプルからの観察光は、対物レンズ120を介して、光学系ユニット110に入射する。観察光は、光学系ユニット110に設けられた光検出器で検出される。   The illumination light scanned by the optical system unit 110 is incident on the objective lens 120. The objective lens 120 condenses the illumination light scanned by the optical system unit 110. The illumination light is condensed on the objective lens 120 toward the sample located at the observation center point O. The focal point of the illumination light by the objective lens 120 can be the observation center point O. If only the objective lens 120 is moved in the Y direction, it is also possible to focus on a spherical surface centered on the observation center point O. Also, when observation light from a sample is incident on the objective lens 120, the objective lens 120 refracts the observation light. Then, observation light from the sample is incident on the optical system unit 110 through the objective lens 120. The observation light is detected by a light detector provided in the optical system unit 110.

光学系ユニット110がガイド機構15に沿って回転移動すると、対物レンズ120も回転移動する(図1中の矢印θ)。すなわち、対物レンズ120と、光学系ユニット110とは一体となって回転移動する。ガイド機構15によって、光学系ユニット110と対物レンズ120とが移動可能にアーム12に取り付けられている。ここで、ガイド機構15に沿った光学系ユニット110の移動方向を図1に示すように、θ方向とする。   When the optical system unit 110 is rotationally moved along the guide mechanism 15, the objective lens 120 is also rotationally moved (arrow θ in FIG. 1). That is, the objective lens 120 and the optical system unit 110 integrally rotate and move. The optical system unit 110 and the objective lens 120 are movably attached to the arm 12 by the guide mechanism 15. Here, as shown in FIG. 1, the moving direction of the optical system unit 110 along the guide mechanism 15 is the θ direction.

φ方向の基準角度において、θ方向は、X軸と平行な回転軸周りの回転方向となる。なお、θ方向は、回転軸11のφ方向の回転角度に応じて変化する。光学系ユニット110は、θ方向に±30°だけ移動する。すなわち、ガイド機構15は、60°の円弧となっている。もちろん、θ方向の移動範囲を±30°に限られるものではない。なお、ガイド機構15に沿ったθ方向の回転をθ軸回転とも称する。   At the reference angle in the φ direction, the θ direction is the rotation direction around the rotation axis parallel to the X axis. The θ direction changes according to the rotation angle of the rotation shaft 11 in the φ direction. The optical system unit 110 moves by ± 30 ° in the θ direction. That is, the guide mechanism 15 has a 60 ° arc. Of course, the movement range in the θ direction is not limited to ± 30 °. The rotation in the θ direction along the guide mechanism 15 is also referred to as θ axis rotation.

さらに、アーム12には、第1のウェイト14が取り付けられている。第1のウェイト14は、アーム12のガイド形成面12aに固定されている。第1のウェイト14は、φ回転の変動を減らすために設けられたカウンタウェイトである。第1のウェイト14は、光学系ユニット110と対物レンズ120との重量の合計値以上の重量を有していることが好ましい。第1のウェイト14は、例えば、観察中心点Oを挟んで、光学系ユニット110と対称な位置に配置されている。具体的には、基準位置において、光学系ユニット110と第1のウェイト14とが観察中心点Oに対して対称な位置に配置されている。   Furthermore, a first weight 14 is attached to the arm 12. The first weight 14 is fixed to the guide forming surface 12 a of the arm 12. The first weight 14 is a counter weight provided to reduce fluctuation of φ rotation. The first weight 14 preferably has a weight equal to or greater than the total weight of the optical system unit 110 and the objective lens 120. The first weight 14 is, for example, disposed at a position symmetrical to the optical system unit 110 with the observation center point O interposed therebetween. Specifically, at the reference position, the optical system unit 110 and the first weight 14 are disposed at symmetrical positions with respect to the observation center point O.

さらに、回転軸11の他端側には、第2のウェイト13が取り付けられている。回転軸11は、第2のウェイト13の内部を通過している。第2のウェイト13は回転軸11に固定されており、台座17には固定されていない。第2のウェイト13は回転軸11の先端側(アーム12側)が下方に傾斜しないように設けられている。例えば、第2のウェイト13は、アーム12、第1のウェイト14、光学系ユニット110、対物レンズ120の合計重量以上の重量を有していることが好ましい。   Furthermore, a second weight 13 is attached to the other end side of the rotating shaft 11. The rotating shaft 11 passes through the inside of the second weight 13. The second weight 13 is fixed to the rotary shaft 11 and is not fixed to the pedestal 17. The second weight 13 is provided so that the tip end side (arm 12 side) of the rotation shaft 11 does not incline downward. For example, the second weight 13 preferably has a weight equal to or greater than the total weight of the arm 12, the first weight 14, the optical system unit 110, and the objective lens 120.

ここで、φ軸が基準角度になっている場合において、対物レンズ120の光軸OXがY軸と平行になっている状態をθ方向の基準位置とする。すなわち、回転軸11が基準角度になっており、かつ、ガイド機構15において光学系ユニット110が基準位置にある場合、観察中心点Oの真上に対物レンズ120が配置される。   Here, when the φ axis is at the reference angle, a state in which the optical axis OX of the objective lens 120 is parallel to the Y axis is taken as a reference position in the θ direction. That is, when the rotation axis 11 is at the reference angle and the optical system unit 110 is at the reference position in the guide mechanism 15, the objective lens 120 is disposed directly above the observation center point O.

ここで、ガイド機構15に沿って光学系ユニット110が回転移動する動作について、図3を用いて説明する。図3は、ガイド機構15に沿った動作を説明するための構成を模式的に示すYZ平面図である。図3は、φ軸回転の基準角度における光学系ユニット110、及び対物レンズ120の動作を示している。   Here, an operation in which the optical system unit 110 rotationally moves along the guide mechanism 15 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a YZ plan view schematically showing a configuration for explaining the operation along the guide mechanism 15. As shown in FIG. FIG. 3 shows the operation of the optical system unit 110 and the objective lens 120 at the reference angle of φ axis rotation.

さらに、図3では、基準位置での光学系ユニット110、及び対物レンズ120を光学系ユニット110b、及び対物レンズ120bとして示している。そして、基準位置から+θ方向(図3の時計回り)に回転移動した状態を光学系ユニット110a、対物レンズ120aとし、−θ方向(図3の反時計回り)に回転移動した状態を光学系ユニット110c、対物レンズ120cとして示している。   Furthermore, in FIG. 3, the optical system unit 110 at the reference position and the objective lens 120 are shown as an optical system unit 110 b and an objective lens 120 b. The optical system unit 110a and the objective lens 120a are rotationally moved in the + θ direction (clockwise in FIG. 3) from the reference position, and the optical system unit is rotationally moved in the −θ direction (counterclockwise in FIG. 3). The lens 110c is shown as an objective lens 120c.

ガイド機構15が観察中心点Oを中心とする円弧状に設けられている。このため、光学系ユニット110、及び対物レンズ120がθ方向に回転移動した場合でも、対物レンズ120の光軸OXが観察中心点Oを通っている。θ角度に応じて、光学系ユニット110、及び対物レンズ120の位置だけでなく、角度も変化する。例えば、対物レンズ120bの光軸OXbは、Y軸と平行となっているが、対物レンズ120aの光軸OXaはY軸から+θ方向に傾いている。また、対物レンズ120cの光軸OXcはY軸から−θ方向に傾いている。   The guide mechanism 15 is provided in an arc shape centering on the observation center point O. Therefore, even when the optical system unit 110 and the objective lens 120 are rotationally moved in the θ direction, the optical axis OX of the objective lens 120 passes through the observation center point O. Not only the positions of the optical system unit 110 and the objective lens 120 but also the angles change according to the θ angle. For example, the optical axis OXb of the objective lens 120b is parallel to the Y axis, but the optical axis OXa of the objective lens 120a is inclined in the + θ direction from the Y axis. Further, the optical axis OXc of the objective lens 120c is inclined in the −θ direction from the Y axis.

従って、光学系ユニット110のθ角度によらず、対物レンズ120の光軸OXは、観察中心点Oを通過する。θ方向における光学系ユニット110の回転移動の中心は、観察中心点Oとなっている。よって、観察中心点O、又はその近傍にあるサンプルSを様々な方向から観察することができる。また、対物レンズ120のみをY方向に移動させれば、観察中心点Oを中心とする球面上を焦点とすることも可能である。   Therefore, the optical axis OX of the objective lens 120 passes through the observation center point O regardless of the θ angle of the optical system unit 110. The center of rotational movement of the optical system unit 110 in the θ direction is the observation center point O. Thus, the sample S at or near the observation center point O can be observed from various directions. In addition, if only the objective lens 120 is moved in the Y direction, it is also possible to focus on a spherical surface centered on the observation center point O.

上記のように、回転軸11が回転すると、アーム12がφ方向に回転する。よって、アーム12とともに、光学系ユニット110、対物レンズ120もφ方向に回転する。これにより、2軸周りの対物レンズ120、光学系ユニット110を回転させることができる。よって、φ方向、及びθ方向の2軸方向において、様々な方向からの観察が可能になる。φ方向における光学系ユニット110の回転移動の中心は、観察中心点Oとなっている。   As described above, when the rotary shaft 11 rotates, the arm 12 rotates in the φ direction. Therefore, the optical system unit 110 and the objective lens 120 are also rotated in the φ direction together with the arm 12. Thereby, the objective lens 120 around the two axes and the optical system unit 110 can be rotated. Therefore, observation from various directions is possible in the two axial directions of the φ direction and the θ direction. The center of rotational movement of the optical system unit 110 in the φ direction is the observation center point O.

さらに、対物レンズ120が光学系ユニット110に固定されている。従って、光学系のアライメントを容易に行うことができる。すなわち、光学系ユニット110に適切な方向から入射光を導入すれば,サンプルSを照明することができる。よって、光学系の調整などが容易になる。   Furthermore, the objective lens 120 is fixed to the optical system unit 110. Therefore, alignment of the optical system can be easily performed. That is, if incident light is introduced into the optical system unit 110 from an appropriate direction, the sample S can be illuminated. Thus, adjustment of the optical system can be facilitated.

例えば、図3では光ファイバ26によって、光学系ユニット110に照明光を導入している。すなわち、光ファイバ26の一端を光学系ユニット110の入口に対して固定すればよい。なお、光ファイバ26は、光学系ユニット110がφ方向、及びθ方向に回転移動した場合でも張力が加わらないように、たわませておけばよい。これにより、簡便な構成で様々な方向からの観察が可能となる。さらに、サンプルSを動かさずに、様々な方向からの観察が可能となる。   For example, in FIG. 3, illumination light is introduced to the optical system unit 110 by the optical fiber 26. That is, one end of the optical fiber 26 may be fixed to the entrance of the optical system unit 110. The optical fiber 26 may be bent so that tension is not applied even when the optical system unit 110 is rotationally moved in the φ direction and the θ direction. This enables observation from various directions with a simple configuration. Furthermore, observation from various directions is possible without moving the sample S.

実施の形態2.
実施の形態2にかかる観察装置100について、図4を用いて説明する。図4は、観察装置100の主要部の構成を示す斜視図である。本実施の形態では光学系ユニット110へ照射光を導入する構成が実施の形態1と異なっている。実施の形態1では、光ファイバによって光学系ユニット110に光を導入したが、本実施の形態では、ミラー103,回転ミラー104、及び可動ミラー105を用いて、照射光を光学系ユニット110に導入している。なお、保持装置10の基本的な構成については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。例えば、アーム12や回転軸11の構成、及び動作は実施の形態1と同様である。
Second Embodiment
The observation device 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the main part of the observation device 100. As shown in FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration for introducing the irradiation light to the optical system unit 110. In the first embodiment, light is introduced to the optical system unit 110 by an optical fiber, but in the present embodiment, irradiation light is introduced to the optical system unit 110 using the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105. doing. The basic configuration of the holding device 10 is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. For example, the configuration and operation of the arm 12 and the rotary shaft 11 are the same as in the first embodiment.

ミラー103、及び回転ミラー104はZ軸上に配置されている。ミラー103は、例えば、図2で示した台座17(図4では不図示)に固定されている。回転ミラー104は、アーム12に固定されている。また、回転軸11はミラー103と回転ミラー104との間に配置されている。照射光が回転軸11の内部を通過することができるよう、回転軸11は中空になっている。   The mirror 103 and the rotating mirror 104 are disposed on the Z axis. The mirror 103 is fixed to, for example, a pedestal 17 (not shown in FIG. 4) shown in FIG. The rotating mirror 104 is fixed to the arm 12. The rotation shaft 11 is disposed between the mirror 103 and the rotation mirror 104. The rotating shaft 11 is hollow so that the irradiation light can pass through the inside of the rotating shaft 11.

ミラー103で反射した照射光は回転軸11の内部を通過して、回転ミラー104に入射する。ミラー103で反射した光は、Z軸に沿って伝搬している。回転ミラー104は、ミラー103からの照射光を可動ミラー105の方向に反射する。回転ミラー104で反射された照射光は、可動ミラー105で反射する。可動ミラー105で反射した照射光は、光学系ユニット110に入射する。そして、実施の形態1と同様に、照射光L1は光学系ユニット110、対物レンズ120を介して、サンプルを照明する。なお、光学系ユニット110の内部には、角度補正ミラー111が設けられている。   The irradiation light reflected by the mirror 103 passes through the inside of the rotating shaft 11 and enters the rotating mirror 104. The light reflected by the mirror 103 propagates along the Z axis. The rotating mirror 104 reflects the light emitted from the mirror 103 in the direction of the movable mirror 105. The irradiation light reflected by the rotating mirror 104 is reflected by the movable mirror 105. The irradiation light reflected by the movable mirror 105 enters the optical system unit 110. Then, as in the first embodiment, the irradiation light L1 illuminates the sample via the optical system unit 110 and the objective lens 120. An angle correction mirror 111 is provided inside the optical system unit 110.

回転ミラー104は、アーム12又は回転軸11に対して固定されている。ここでは、回転ミラー104は、Z軸上においてアーム12に取り付けられている。よって、回転軸11が回転すると、回転ミラー104の角度が変わる。すなわち、回転ミラー104は、回転軸11とともに回転するように、回転可能に設けられている。なお、回転ミラー104は、Z軸上に配置されているため、φ軸回転によって、回転ミラー104の位置は変化せず、向きが変化する。すなわち、回転ミラー104はφ軸周りにその場で回転する。   The rotating mirror 104 is fixed to the arm 12 or the rotating shaft 11. Here, the rotating mirror 104 is attached to the arm 12 on the Z axis. Therefore, when the rotating shaft 11 rotates, the angle of the rotating mirror 104 changes. That is, the rotating mirror 104 is rotatably provided so as to rotate with the rotating shaft 11. Since the rotating mirror 104 is disposed on the Z axis, the position of the rotating mirror 104 does not change but the direction changes due to the φ axis rotation. That is, the rotating mirror 104 rotates around the φ axis in place.

可動ミラー105は、アーム12に対して移動可能に取り付けられている。具体的には、θ方向における光学系ユニット110の位置に応じて、可動ミラー105は、移動する。可動ミラー105で反射した照射光L1は、光学系ユニット110に入射する。光学系ユニット110には、角度補正ミラー111が設けられている。角度補正ミラー111の動作については後述する。   The movable mirror 105 is movably attached to the arm 12. Specifically, the movable mirror 105 moves in accordance with the position of the optical system unit 110 in the θ direction. The irradiation light L1 reflected by the movable mirror 105 is incident on the optical system unit 110. The optical system unit 110 is provided with an angle correction mirror 111. The operation of the angle correction mirror 111 will be described later.

角度補正ミラー111に対する照射光L1の入射位置が一定になるように、可動ミラー105が追従動作する。これにより、θ方向における光学系ユニット110の位置が変わった場合でも、適切に照射光L1を光学系ユニット110に導入することができる。さらに、回転ミラー104、及び可動ミラー105は、アーム12とともにφ方向に回転する。よって、φ方向、及びθ方向の2軸方向において観察方向を変えることができる。   The movable mirror 105 follows the movement so that the incident position of the irradiation light L1 to the angle correction mirror 111 becomes constant. Thereby, even when the position of the optical system unit 110 in the θ direction changes, the irradiation light L1 can be appropriately introduced to the optical system unit 110. Furthermore, the rotating mirror 104 and the movable mirror 105 rotate in the φ direction together with the arm 12. Therefore, the observation direction can be changed in the two axial directions of the φ direction and the θ direction.

図5を用いて、θ方向における光学系ユニット110の回転移動に連動した可動ミラー105に動作について説明する。図5は、光学系ユニット110に連動した可動ミラー105の動作を模式的に示すYZ平面図である。   The operation of the movable mirror 105 interlocked with the rotational movement of the optical system unit 110 in the θ direction will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a YZ plan view schematically showing the operation of the movable mirror 105 interlocked with the optical system unit 110. As shown in FIG.

図3と同様に、基準位置での光学系ユニット110、及び対物レンズ120を光学系ユニット110b、及び対物レンズ120bとして示している。そして、光学系ユニット110bに対応する可動ミラー105を可動ミラー105bとして示している。基準位置から+θ方向に回転移動した状態を光学系ユニット110a、対物レンズ120aとし、−θ方向に回転移動した状態を光学系ユニット110c、対物レンズ120cとして示している。光学系ユニット110aに対応する可動ミラー105を可動ミラー105aとし、光学系ユニット110cに対応する可動ミラー105を可動ミラー105cとして示している。   Similarly to FIG. 3, the optical system unit 110 at the reference position and the objective lens 120 are shown as an optical system unit 110 b and an objective lens 120 b. The movable mirror 105 corresponding to the optical system unit 110b is shown as the movable mirror 105b. The optical system unit 110a and the objective lens 120a are rotationally moved in the + θ direction from the reference position, and the optical system unit 110c and the objective lens 120c are rotationally moved in the −θ direction. The movable mirror 105 corresponding to the optical system unit 110a is shown as the movable mirror 105a, and the movable mirror 105 corresponding to the optical system unit 110c is shown as the movable mirror 105c.

アーム12には、第2のガイド機構であるリニアガイド機構19が設けられている。具体的には、アーム12にリニアガイド機構19が設けられたガイドプレート18が固定されている。可動ミラー105は、リニアガイド機構19に対して、移動可能に取り付けられている。リニアガイド機構19は、可動ミラー105の直進移動をガイドしている。具体的には、リニアガイド機構19は、回転ミラー104と可動ミラー105との間の光軸方向OX1と平行に設けられている。よって、可動ミラー105は光軸OX1と平行な方向に移動する。従って、可動ミラー105がリニアガイド機構19に沿って移動することで、回転ミラー104と可動ミラー105との間の距離が変化する。   The arm 12 is provided with a linear guide mechanism 19 which is a second guide mechanism. Specifically, a guide plate 18 provided with a linear guide mechanism 19 is fixed to the arm 12. The movable mirror 105 is movably attached to the linear guide mechanism 19. The linear guide mechanism 19 guides the linear movement of the movable mirror 105. Specifically, the linear guide mechanism 19 is provided in parallel to the optical axis direction OX1 between the rotating mirror 104 and the movable mirror 105. Thus, the movable mirror 105 moves in a direction parallel to the optical axis OX1. Therefore, as the movable mirror 105 moves along the linear guide mechanism 19, the distance between the rotating mirror 104 and the movable mirror 105 changes.

光学系ユニット110のθ角度に応じて、可動ミラー105に位置が変化する。例えば、図5では、光学系ユニット110bに対応する可動ミラー105bが、光学系ユニット110a、110cに対応する可動ミラー105a、105cよりも高い位置にある。すなわち、可動ミラー105の動作は、θ方向における光学系ユニット110の動作に連動している。したがって、光学系ユニット110がθ方向に回転移動した場合でも、可動ミラー105で反射した照射光L1は、光学系ユニット110に入射する。   The position of the movable mirror 105 is changed according to the θ angle of the optical system unit 110. For example, in FIG. 5, the movable mirror 105b corresponding to the optical system unit 110b is at a higher position than the movable mirrors 105a and 105c corresponding to the optical system units 110a and 110c. That is, the operation of the movable mirror 105 is interlocked with the operation of the optical system unit 110 in the θ direction. Therefore, even when the optical system unit 110 rotationally moves in the θ direction, the irradiation light L 1 reflected by the movable mirror 105 is incident on the optical system unit 110.

なお、θ角度に応じて、光学系ユニット110に対する照射光L1の入射角度が変化する。すなわち、可動ミラー105で反射した照射光L1はZ軸と平行に伝搬するが、θ方向における光学系ユニット110の位置に応じて、光学系ユニット110の傾斜角度が変わる。例えば、対物レンズ120bは、Y軸と平行になっているが、対物レンズ120a、対物レンズ120cがY軸から傾斜している。そこで、光学系ユニット110は角度補正ミラー111を有している。角度補正ミラー111はθ角度に応じて、傾きが変化する。これにより、照射光L1は、光学系ユニット110内を適切に伝搬することができる。なお、角度補正ミラー111の動作については後述する。   Note that the incident angle of the irradiation light L1 to the optical system unit 110 changes in accordance with the θ angle. That is, although the irradiation light L1 reflected by the movable mirror 105 propagates in parallel with the Z axis, the inclination angle of the optical system unit 110 changes according to the position of the optical system unit 110 in the θ direction. For example, although the objective lens 120 b is parallel to the Y axis, the objective lens 120 a and the objective lens 120 c are inclined from the Y axis. Therefore, the optical system unit 110 has the angle correction mirror 111. The inclination of the angle correction mirror 111 changes in accordance with the θ angle. Thereby, the irradiation light L1 can propagate the inside of the optical system unit 110 appropriately. The operation of the angle correction mirror 111 will be described later.

本実施の形態では、ミラー103、回転ミラー104、可動ミラー105を用いて、光学系ユニット110に光を入射させている。本実施の形態では、ミラー103、回転ミラー104、可動ミラー105を用いて空間を光が伝搬している。すなわち、光が空気中を伝搬して、光学系ユニット110に入射する。   In the present embodiment, light is incident on the optical system unit 110 using the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105. In the present embodiment, light propagates in space using the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105. That is, light propagates in the air and is incident on the optical system unit 110.

例えば、実施の形態1のように、光ファイバ26内をパルスレーザ光が伝搬すると、光ファイバ31内の伝搬光路長に応じて、パルス長が長くなってしまう。これに対して、本実施の形態では、ミラー103、回転ミラー104、及び可動ミラー105を用いているため、照射光が空気中を伝搬することができる。これにより、照射光のパルス長が長くなるのを防ぐことができる。よって、実施の形態2では、パルスレーザ光を照射光とすることが好ましい。特に、本実施の形態にかかる観察装置100は、フェムト秒レーザ光等の短パルス光を励起光として用いた2光子励起顕微鏡や多光子励起顕微鏡に好適である。   For example, when the pulse laser light propagates in the optical fiber 26 as in the first embodiment, the pulse length becomes longer according to the propagation optical path length in the optical fiber 31. On the other hand, in the present embodiment, since the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105 are used, the irradiation light can propagate in the air. Thereby, it can be prevented that the pulse length of the irradiation light becomes long. Therefore, in the second embodiment, it is preferable to use pulsed laser light as irradiation light. In particular, the observation apparatus 100 according to the present embodiment is suitable for a two-photon excitation microscope or a multiphoton excitation microscope using short pulse light such as femtosecond laser light as excitation light.

(光学系の構成)
次に、観察装置100の光学系の構成について図6を用いて説明する。図6は、観察装置100の光学系の構成を示す図である。本実施の形態では、観察装置100が2光子励起顕微鏡であるとして説明するが、観察装置100は2光子励起顕微鏡に限定されるものではない。例えば、観察装置100は、走査型顕微鏡やコンフォーカル顕微鏡であってもよい。
(Configuration of optical system)
Next, the configuration of the optical system of the observation apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view showing the configuration of the optical system of the observation apparatus 100. As shown in FIG. In the present embodiment, the observation device 100 is described as a two-photon excitation microscope, but the observation device 100 is not limited to a two-photon excitation microscope. For example, the observation apparatus 100 may be a scanning microscope or a confocal microscope.

観察装置100は、光源101と、ビームエキスパンダ102と、ミラー103と、回転ミラー104と、可動ミラー105と、光学系ユニット110と、対物レンズ120とを備えている。光学系ユニット110は、角度補正ミラー111と、ミラー112と、ミラー113と、第1のスキャナ114と、第2のスキャナ115と、スキャンレンズ116と、チューブレンズ117と、ダイクロイックミラー118と、リレーレンズ131と、赤外カットフィルタ132と、ダイクロイックミラー133と、光検出器134と、光検出器135とを備えている。角度補正ミラー111と、ミラー112と、ミラー113と、第1のスキャナ114と、第2のスキャナ115と、スキャンレンズ116と、チューブレンズ117と、ダイクロイックミラー118と、リレーレンズ131と、赤外カットフィルタ132と、ダイクロイックミラー133と、光検出器134と、光検出器135が光学系ユニット110の筐体内に収容されている。   The observation apparatus 100 includes a light source 101, a beam expander 102, a mirror 103, a rotating mirror 104, a movable mirror 105, an optical system unit 110, and an objective lens 120. The optical system unit 110 includes an angle correction mirror 111, a mirror 112, a mirror 113, a first scanner 114, a second scanner 115, a scan lens 116, a tube lens 117, a dichroic mirror 118, and a relay. A lens 131, an infrared cut filter 132, a dichroic mirror 133, a light detector 134, and a light detector 135 are provided. Angle correction mirror 111, mirror 112, mirror 113, first scanner 114, second scanner 115, scan lens 116, tube lens 117, dichroic mirror 118, relay lens 131, infrared The cut filter 132, the dichroic mirror 133, the light detector 134, and the light detector 135 are accommodated in the housing of the optical system unit 110.

まず、光源101からの照射光L1をサンプルSに照射するための照明光学系の構成について説明する。光源101は、照射光を生成する。光源101は、例えば、パルスレーザ光源である。具体的には、光源101はフェムト秒モードロックチタンサファイアレーザであり、短パルスの近赤外光を生成する。ここでは、照射光のパルス幅は100fsec、繰り返し周波数は80MHz、平均パワーは3Wである。短パルスレーザ光を用いることで、ピークパワーを高めると同時に平均パワーを低減することができる。このため、サンプルSへのダメージを低減することができ、生体試料の観察に好適である。また、光源101は、波長可変となっており、可変波長域は690〜1040nmとなっている。光源101からの照射光は平行光束となっている。もちろん、光源101は、チタンサファイヤレーザに限定されるものではない。   First, the configuration of the illumination optical system for irradiating the sample S with the irradiation light L1 from the light source 101 will be described. The light source 101 generates illumination light. The light source 101 is, for example, a pulse laser light source. Specifically, the light source 101 is a femtosecond mode-locked titanium-sapphire laser and generates short-pulse near-infrared light. Here, the pulse width of the irradiation light is 100 fsec, the repetition frequency is 80 MHz, and the average power is 3 W. By using the short pulse laser light, it is possible to increase the peak power and to reduce the average power. Therefore, damage to the sample S can be reduced, which is suitable for observation of a biological sample. The light source 101 is variable in wavelength, and the variable wavelength range is 690 to 1040 nm. The irradiation light from the light source 101 is a parallel luminous flux. Of course, the light source 101 is not limited to a titanium sapphire laser.

光源101からの照射光は、ビームエキスパンダ102に入射する。ビームエキスパンダ102は、一対のレンズを有しており、照射光のスポット径を拡大する。具体的には、ビームエキスパンダ102は、第1のスキャナ114、及び第2のスキャナ115の面積に応じたビーム径になるよう、照射光のビーム径を拡大する。ビームエキスパンダ102からの照射光は、ミラー103、回転ミラー104、及び可動ミラー105で反射する。上記の通り、回転ミラー104は、回転軸11の回転により、φ軸周りに回転する。可動ミラー105は、θ軸周りの回転角度に応じて移動する。   The irradiation light from the light source 101 enters the beam expander 102. The beam expander 102 has a pair of lenses and expands the spot diameter of the irradiation light. Specifically, the beam expander 102 expands the beam diameter of the irradiation light so that the beam diameter corresponds to the area of the first scanner 114 and the second scanner 115. The irradiation light from the beam expander 102 is reflected by the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105. As described above, the rotation mirror 104 rotates about the φ axis by the rotation of the rotation shaft 11. The movable mirror 105 moves in accordance with the rotation angle around the θ axis.

可動ミラー105で反射した照射光は、光学系ユニット110に導入される。光学系ユニット110に入射した照射光L1は、角度補正ミラー111に入射する。角度補正ミラー111で反射した照射光L1は、ミラー112に入射する。角度補正ミラー111は、
光学系ユニット110に設けられた第1の角度可変ミラーとなる。角度補正ミラー111は、光の反射角度を変えるように回転可能に設けられた回転ミラーである。角度補正ミラー111は、θ角度に応じて傾きが変化する。角度補正ミラー111の回転角度が、ガイド機構15における光学系ユニット110の位置に応じて変化する。すなわち、ミラー112に対する照射光l1の入射位置が一定になるように、角度補正ミラー111は追従動作する。これにより、光学系ユニット110がθ方向に回転移動した場合でも、ミラー112に対する照射光L1の傾き及び入射位置を一定にすることができる。
The irradiation light reflected by the movable mirror 105 is introduced into the optical system unit 110. The irradiation light L1 incident on the optical system unit 110 is incident on the angle correction mirror 111. The irradiation light L1 reflected by the angle correction mirror 111 is incident on the mirror 112. The angle correction mirror 111 is
The first angle variable mirror provided in the optical system unit 110 is provided. The angle correction mirror 111 is a rotating mirror provided rotatably so as to change the reflection angle of light. The inclination of the angle correction mirror 111 changes in accordance with the θ angle. The rotation angle of the angle correction mirror 111 changes in accordance with the position of the optical system unit 110 in the guide mechanism 15. That is, the angle correction mirror 111 operates to follow so that the incident position of the irradiation light l1 to the mirror 112 becomes constant. Thus, even when the optical system unit 110 rotationally moves in the θ direction, the inclination and the incident position of the irradiation light L1 with respect to the mirror 112 can be made constant.

角度補正ミラー111で反射した入射光L1はミラー112、113で反射して、第1のスキャナ114に入射する。第1のスキャナ114で走査された照射光L1は、第2のスキャナ115に入射する。第1のスキャナ114、第2のスキャナ115は、MEMS(Micro Electro Mechanical systems)やガルバノミラーなどを用いた光スキャナである。第1のスキャナ114には、共振型走査ミラーを用いることができる。第2のスキャナ115には、サーボ制御により動作する、MEMSミラーなどのサーボ型走査ミラーを用いることができる。   The incident light L 1 reflected by the angle correction mirror 111 is reflected by the mirrors 112 and 113 and enters the first scanner 114. The irradiation light L 1 scanned by the first scanner 114 is incident on the second scanner 115. The first scanner 114 and the second scanner 115 are optical scanners using MEMS (Micro Electro Mechanical systems), galvano mirrors, and the like. As the first scanner 114, a resonant scanning mirror can be used. As the second scanner 115, a servo type scanning mirror such as a MEMS mirror operated by servo control can be used.

サンプルS上において、第1のスキャナ114は照射光L1をXs方向(不図示)に偏向し、第2のスキャナ115は照射光L1をYs方向(不図示)に偏向する。ここで、Xs方向とYs方向は、サンプルSにおいて直交する方向である。すなわち、対物レンズ120の光軸OXと直交する平面においてXs方向とYs方向とは直交している。よって、サンプルS上では、Xs方向及びYs方向の2次元走査が行われる。これにより、サンプルSにおいて、所定の領域を観察することができる。なお、照射光を走査する光スキャナの構成については特に限定されるものではなく、公知の光スキャナを用いることができる。例えば、2軸タイプの走査ミラーを用いてもよい。   On the sample S, the first scanner 114 deflects the irradiation light L1 in the Xs direction (not shown), and the second scanner 115 deflects the irradiation light L1 in the Ys direction (not shown). Here, the Xs direction and the Ys direction are orthogonal to each other in the sample S. That is, in the plane orthogonal to the optical axis OX of the objective lens 120, the Xs direction and the Ys direction are orthogonal to each other. Therefore, on the sample S, two-dimensional scanning in the Xs direction and the Ys direction is performed. Thereby, in the sample S, a predetermined area can be observed. In addition, it does not specifically limit about the structure of the optical scanner which scans irradiation light, A well-known optical scanner can be used. For example, a biaxial scanning mirror may be used.

第1のスキャナ114、第2のスキャナ115によって走査された照射光は、スキャンレンズ116に入射する。スキャンレンズ116は対物レンズ120の一次像面に照射光を集光する。一次像面では、第1のスキャナ114、及び第2のスキャナ115の偏向角によって、照射光の位置が走査される。   The irradiation light scanned by the first scanner 114 and the second scanner 115 enters the scan lens 116. The scan lens 116 condenses the irradiation light on the primary image plane of the objective lens 120. At the primary image plane, the deflection angles of the first scanner 114 and the second scanner 115 scan the position of the irradiation light.

スキャンレンズ116を通過した照射光は、一次像面を通過した後、チューブレンズ117に入射する。チューブレンズ117は、スキャンレンズ116から対物レンズ120までの間に配置されている。チューブレンズ117は、照射光を屈折して、平行光束とする。チューブレンズ117からの照射光は、ダイクロイックミラー118に入射する。ダイクロイックミラー118は、赤外光を透過して、可視光を反射する。よって、照射光はダイクロイックミラー118を透過して、対物レンズ120に入射する。このように、チューブレンズ117からの照射光L1は、ダイクロイックミラー118を介して、対物レンズ120に入射する。   The irradiation light that has passed through the scan lens 116 enters the tube lens 117 after passing through the primary image plane. The tube lens 117 is disposed between the scan lens 116 and the objective lens 120. The tube lens 117 refracts the irradiation light into a parallel light flux. The illumination light from the tube lens 117 enters the dichroic mirror 118. The dichroic mirror 118 transmits infrared light and reflects visible light. Therefore, the illumination light passes through the dichroic mirror 118 and enters the objective lens 120. Thus, the irradiation light L1 from the tube lens 117 is incident on the objective lens 120 via the dichroic mirror 118.

対物レンズ120は、照射光を集光して、サンプルSを照明する。すなわち、対物レンズ120を通過した照射光が、微小スポットとなってサンプルSに照射される。サンプルSの微小スポットに照射光が入射することで、サンプルS中の蛍光物質を励起する。照射光を赤外光として、2光子励起による蛍光のみを観察しているため、照射光の集光スポットの蛍光物質のみから蛍光が発生する。換言すると、照射光の焦点面以外からの蛍光がほとんど発生しない。対物レンズ120の焦点が観察点となる。これにより、高い解像度(分解能)での観察が可能となる。   The objective lens 120 condenses the irradiation light to illuminate the sample S. That is, the irradiation light that has passed through the objective lens 120 is irradiated onto the sample S as a minute spot. When the irradiation light is incident on the minute spot of the sample S, the fluorescent substance in the sample S is excited. Since only the fluorescence by two-photon excitation is observed with the irradiation light as infrared light, fluorescence is generated only from the fluorescent substance of the focused spot of the irradiation light. In other words, almost no fluorescence is generated from other than the focal plane of the irradiation light. The focal point of the objective lens 120 is an observation point. This enables observation at high resolution (resolution).

また、第1のスキャナ114、及び第2のスキャナ115によって照射光L1の照射位置が2次元走査されているので、サンプルの所定の領域を照明することができる。照射光L1を走査した時の蛍光を検出することで、二次元画像を構築することができる   Further, since the irradiation position of the irradiation light L1 is two-dimensionally scanned by the first scanner 114 and the second scanner 115, a predetermined area of the sample can be illuminated. A two-dimensional image can be constructed by detecting the fluorescence when scanning the irradiation light L1.

なお、サンプルSは図示しないサンプルステージ上に載置されている。サンプルステージはアーム12等に干渉しないように配置されている。また、サンプルステージ上のサンプルSと対物レンズ120との距離を変化させることで、サンプルSに対する照射光の焦点位置を光軸方向に移動させることができる。光軸方向に沿って、対物レンズ120がサンプルSに相対移動することで、異なる深さでの観察が可能になる。サンプルSの深部を焦点とすることで、サンプルSの深部を観察することが可能になる。例えば、光学系ユニット110に対して対物レンズ120を移動可能に設けてもよい。あるいは、サンプルステージを駆動ステージとしてもよい。また、サンプルステージを3次元駆動ステージとすることで、サンプルSにおける観察位置を任意の位置に移動させることが可能になる。さらに、   The sample S is placed on a sample stage (not shown). The sample stage is disposed so as not to interfere with the arm 12 and the like. Further, by changing the distance between the sample S on the sample stage and the objective lens 120, the focal position of the irradiation light with respect to the sample S can be moved in the optical axis direction. By moving the objective lens 120 relative to the sample S along the optical axis direction, observation at different depths becomes possible. By focusing on the deep part of the sample S, it is possible to observe the deep part of the sample S. For example, the objective lens 120 may be provided movably with respect to the optical system unit 110. Alternatively, the sample stage may be a drive stage. Further, by setting the sample stage as a three-dimensional drive stage, it is possible to move the observation position on the sample S to an arbitrary position. further,

対物レンズ120によって集光された照射光は、サンプルSに入射する。そして、対物レンズ120の焦点において、2光子励起によって蛍光が発生する。すなわち、サンプルSの1つの蛍光分子が2光子をほぼ同時に吸収して、励起状態となると、安定状態に戻る際に蛍光が放出される。このような2光子励起によって生じた蛍光を観察光とする。蛍光の波長は、蛍光物質によって異なっている。   The illumination light collected by the objective lens 120 is incident on the sample S. Then, at the focal point of the objective lens 120, fluorescence is generated by two-photon excitation. That is, when one fluorescent molecule of the sample S absorbs two photons almost at the same time and becomes an excited state, fluorescence is emitted when returning to a stable state. The fluorescence generated by such two-photon excitation is used as observation light. The wavelength of fluorescence is different depending on the fluorescent substance.

次に、観察光が伝搬する検出光学系について説明する。観察光は、照明された微小スポットから全方位に向けて発生する。したがって、サンプルSで生じた観察光の一部は、対物レンズ120に戻る戻り光となる。戻り光となった観察光は、対物レンズ120に入射する。対物レンズ120は、入射した観察光を屈折する。ここでは、対物レンズ120は、サンプルSからの戻り光(観察光)を平行光束となるように、屈折する。対物レンズ120を通過した観察光は、ダイクロイックミラー118に入射する。上記のように、ダイクロイックミラー118は赤外光を透過して、可視光を反射する。よって、2光子励起によって発生した蛍光(観察光)は可視光となっている。このため、観察光は、ダイクロイックミラー118でリレーレンズ131の方向に反射される。なお、サンプルSに入射してそのまま反射した照射光も対物レンズ120を介して、ダイクロイックミラー118に入射する。しかしながら、照射光は赤外光であるため、ダイクロイックミラー118を透過する。これにより、ノイズとなる照射光が検出されるのを防ぐことができる。   Next, a detection optical system through which observation light propagates will be described. The observation light is emitted from the illuminated minute spot in all directions. Therefore, a part of the observation light generated by the sample S becomes return light returning to the objective lens 120. The observation light which has been returned light enters the objective lens 120. The objective lens 120 refracts the incident observation light. Here, the objective lens 120 refracts the return light (observation light) from the sample S so as to be a parallel light flux. The observation light having passed through the objective lens 120 is incident on the dichroic mirror 118. As described above, the dichroic mirror 118 transmits infrared light and reflects visible light. Therefore, the fluorescence (observation light) generated by two-photon excitation is visible light. Therefore, the observation light is reflected in the direction of the relay lens 131 by the dichroic mirror 118. The irradiation light which is incident on the sample S and reflected as it is is also incident on the dichroic mirror 118 through the objective lens 120. However, since the irradiation light is infrared light, it passes through the dichroic mirror 118. Thereby, it is possible to prevent the detection of the irradiation light that becomes noise.

このように、ダイクロイックミラー118は、波長に応じて、対物レンズ120からの照射光と観察光を分離する光分離手段となる。また、ダイクロイックミラー118は、対物レンズ120とチューブレンズ117との間に配置されている。したがって、ダイクロイックミラー118は、第1のスキャナ114、及び第2のスキャナ115によって観察光がデスキャンされる前に、対物レンズ120からの観察光を照射光から分離する。このように、2光子顕微鏡となる観察装置100は、ノンデスキャン検出器を構成することになる。   As described above, the dichroic mirror 118 serves as a light separating unit that separates the irradiation light from the objective lens 120 and the observation light according to the wavelength. Also, the dichroic mirror 118 is disposed between the objective lens 120 and the tube lens 117. Therefore, the dichroic mirror 118 separates the observation light from the objective lens 120 from the illumination light before the observation light is descanned by the first scanner 114 and the second scanner 115. Thus, the observation apparatus 100 which becomes a two-photon microscope constitutes a non-descanned detector.

ダイクロイックミラー118で反射した観察光は、リレーレンズ131に入射する。リレーレンズ131は、観察光を集光する。赤外カットフィルタ132は、赤外光をカットして、可視光を透過するフィルタである。赤外カットフィルタ132を光路中に配置することで、ノイズとなる赤外光(照射光)が光検出器134、135で検出されるのを防ぐことができる。   The observation light reflected by the dichroic mirror 118 is incident on the relay lens 131. The relay lens 131 condenses the observation light. The infrared cut filter 132 is a filter that cuts infrared light and transmits visible light. By disposing the infrared cut filter 132 in the optical path, it is possible to prevent infrared light (irradiation light) which is noise from being detected by the light detectors 134 and 135.

赤外カットフィルタ132を通過した観察光は、ダイクロイックミラー133に入射する。ダイクロイックミラー133は、波長に応じて観察光を分岐する。ダイクロイックミラー133は、緑色光を反射し、赤色光を透過する。ダイクロイックミラー133を反射した緑色の観察光は、光検出器134で検出される。ダイクロイックミラー133を透過した赤色の観察光は、光検出器135で検出される。   The observation light having passed through the infrared cut filter 132 is incident on the dichroic mirror 133. The dichroic mirror 133 branches the observation light according to the wavelength. The dichroic mirror 133 reflects green light and transmits red light. The green observation light reflected by the dichroic mirror 133 is detected by the light detector 134. The red observation light transmitted through the dichroic mirror 133 is detected by the light detector 135.

光検出器134、135は、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライア)であり、検出光量に応じた検出信号を出力する。例えば、光検出器134、135は大面積の1受光画素から構成されている。具体的には、検出信号は、後述する制御装置に入力される。制御装置は、照射光の走査位置と検出信号とを対応付けて記憶する。さらに、制御装置は、検出光量をθ角度、及びφ角度に対応付けられて記憶する。すなわち、サンプルS中における位置と、観察方向と、検出光量とが対応付けられている。   The photodetectors 134 and 135 are, for example, photomultipliers (photomultipliers), and output detection signals according to the detected light amounts. For example, the photodetectors 134 and 135 are composed of one large light receiving pixel. Specifically, the detection signal is input to a control device described later. The control device stores the scanning position of the irradiation light and the detection signal in association with each other. Furthermore, the control device stores the detected light amount in association with the θ angle and the φ angle. That is, the position in the sample S, the observation direction, and the detected light amount are associated with each other.

なお、上記の説明では、蛍光波長の異なる蛍光物質(蛍光色素)を1波長で同時に励起する多重同時染色を行っているために2系統の光検出器134、135を用いている。すなわち、異なる蛍光物質を同時観察するために2系統の検出光学系を設けている。しかしながら、検出光学系は1系統のみであってもよい。すなわち、観察対象の蛍光物質の蛍光波長に応じた系統の検出光学系を設ければよい。この場合、ダイクロイックミラー133光検出器134等が不要となる。さらには、検出光学系は3系統以上であってもよい。   In the above description, two systems of photodetectors 134 and 135 are used because multiple simultaneous staining is performed in which fluorescent substances (fluorescent dyes) having different fluorescence wavelengths are simultaneously excited at one wavelength. That is, two systems of detection optical systems are provided to simultaneously observe different fluorescent substances. However, the detection optical system may be only one system. That is, a system of detection optical systems corresponding to the fluorescence wavelength of the fluorescent substance to be observed may be provided. In this case, the dichroic mirror 133 light detector 134 and the like become unnecessary. Furthermore, the number of detection optical systems may be three or more.

観察装置100では、照射光として赤外光を用いている。このため、照射光L1がサンプルSの深部にまで到達する。したがって、サンプルSの深部を観察する3次元観察に適している。特にサンプルSが生体である場合、生体組織では、赤外光の吸収が少ないため、サンプルSの深部の観察に好適である。   In the observation device 100, infrared light is used as the irradiation light. Therefore, the irradiation light L1 reaches the deep portion of the sample S. Therefore, it is suitable for three-dimensional observation which observes the deep part of sample S. In particular, when the sample S is a living body, since absorption of infrared light is small in living tissue, it is suitable for observing a deep portion of the sample S.

ここで、可動ミラー105、及び角度補正ミラー111の動作について、図7を用いて説明する。図7は、観察装置100の光学系の構成を示す図である。図7は、θ角度が図6と異なっている。なお、光学系の基本的な構成は図6と同様であるため、説明を省略する。   Here, the operation of the movable mirror 105 and the angle correction mirror 111 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the optical system of the observation apparatus 100. As shown in FIG. FIG. 7 differs from FIG. 6 in the θ angle. The basic configuration of the optical system is the same as that shown in FIG.

θ角度が変化すると、可動ミラー105の位置が変化する。すなわち、回転ミラー104と可動ミラー105の距離がθ角度に応じて変化する。これにより、光学系ユニット110がθ方向に回転移動した場合でも、照射光L1が光学系ユニット110に入射する。   When the θ angle changes, the position of the movable mirror 105 changes. That is, the distance between the rotating mirror 104 and the movable mirror 105 changes in accordance with the θ angle. Thus, even when the optical system unit 110 rotationally moves in the θ direction, the irradiation light L1 enters the optical system unit 110.

さらに、θ角度が変化すると、角度補正ミラー111の角度が変化する。これにより、θ方向の回転移動により、光学系ユニット110の傾きが変わった場合でも、照射光L1が光学系の光軸に沿って適切に伝搬する。よって、θ角度が変化した場合でも、アライメントの保証された照射光L1で照明することができる。   Furthermore, when the θ angle changes, the angle of the angle correction mirror 111 changes. Thus, even when the tilt of the optical system unit 110 changes due to the rotational movement in the θ direction, the irradiation light L1 appropriately propagates along the optical axis of the optical system. Therefore, even when the θ angle changes, illumination can be performed with the irradiation light L1 of which the alignment is guaranteed.

図8は、光学系ユニット110のθ角度と、可動ミラー105の位置と、角度補正ミラー111の傾斜角度との関係を説明するための図である。なお、図8では光学系ユニット110の内部構成を簡略化して示している。例えば、ダイクロイックミラー118等の一部の光学素子が省略されている。   FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the θ angle of the optical system unit 110, the position of the movable mirror 105, and the tilt angle of the angle correction mirror 111. As shown in FIG. Note that FIG. 8 shows the internal configuration of the optical system unit 110 in a simplified manner. For example, some optical elements such as the dichroic mirror 118 are omitted.

図8は、回転軸11が基準角度にある場合の構成を示している。また、対物レンズ120の光軸OXがY軸と平行な場合のθ角度=0°としている。θ角度=0°の場合、光学系ユニット110が基準位置となっている。θ角度=0°の場合、角度補正ミラー111の反射面の角度はY軸に対して45°傾いている。θ角度=0°の場合、Z軸(φ軸)と可動ミラー105との間の距離がLとなる。   FIG. 8 shows a configuration in which the rotation axis 11 is at a reference angle. Further, θ angle = 0 ° when the optical axis OX of the objective lens 120 is parallel to the Y axis. In the case of θ angle = 0 °, the optical system unit 110 is at the reference position. In the case of θ angle = 0 °, the angle of the reflection surface of the angle correction mirror 111 is inclined 45 ° with respect to the Y axis. When the θ angle = 0 °, the distance between the Z axis (φ axis) and the movable mirror 105 is L.

図8のように、光学系ユニット110をθ軸周りに回転移動させたときのθ角度をθとする。θaの場合の光学素子については、符号にaを付して図示している。例えば、図8では、θ角度が基準位置(0°)の場合の対物レンズを対物レンズ120とし、θ角度=θaの場合の対物レンズを対物レンズ120aとして示している。θ角度がθの場合、角度補正ミラー111aの反射面の角度が45°+θ/2となる。θ角度がθの場合の可動ミラー105の移動量をδとすると、δ=L(1−cosθ)となる。このように、角度補正ミラー111をθ角度に応じて駆動することで、サンプルSを適切に照明することができる。 As shown in FIG. 8, the θ angle when the optical system unit 110 is rotationally moved around the θ axis is θ a . The optical element in the case of θa is illustrated with the symbol a. For example, in FIG. 8, the objective lens in the case where the θ angle is the reference position (0 °) is the objective lens 120, and the objective lens in the case of θ angle = θa is the objective lens 120a. If theta angle of theta a, the angle of the reflecting surface of the angle correction mirror 111a is 45 ° + θ a / 2. Assuming that the movement amount of the movable mirror 105 when the θ angle is θ a is δ, then δ = L (1−cos θ a ). Thus, the sample S can be appropriately illuminated by driving the angle correction mirror 111 in accordance with the θ angle.

なお、実施の形態1の観察装置100は、ビームエキスパンダ102、ミラー103、回転ミラー104、可動ミラー105を光ファイバ26に置き換えた構成を有している。光ファイバ26から角度補正ミラー111に入射する照射光L1の入射角を一定とすれば、角度補正ミラー111の回転動作は不要となる。   The observation apparatus 100 according to the first embodiment has a configuration in which the beam expander 102, the mirror 103, the rotating mirror 104, and the movable mirror 105 are replaced with an optical fiber 26. If the incident angle of the irradiation light L1 entering the angle correction mirror 111 from the optical fiber 26 is constant, the rotation operation of the angle correction mirror 111 is unnecessary.

(観察装置100の制御系)
次に、観察装置100の制御系の構成について図9を用いて説明する。観察装置100は、ミラー駆動モータ141、θ軸モータ145、θ軸センサ146、φ軸モータ147、φ軸センサ148、チラー151、レーザ電源152、電流電圧変換器161、保護回路162、高圧電源163、A/Dコンバータ164、電流電圧変換器166、保護回路167、高圧電源168、A/Dコンバータ169、インターフェース(I/F)171、及び制御装置172を備えている。なお、図9では、観察装置100の一部の光学素子を省略している。
(Control system of observation apparatus 100)
Next, the configuration of the control system of the observation apparatus 100 will be described using FIG. The observation apparatus 100 includes a mirror drive motor 141, a θ axis motor 145, a θ axis sensor 146, a φ axis motor 147, a φ axis sensor 148, a chiller 151, a laser power source 152, a current / voltage converter 161, a protection circuit 162, and a high voltage power source 163. , An A / D converter 164, a current-voltage converter 166, a protection circuit 167, a high voltage power supply 168, an A / D converter 169, an interface (I / F) 171, and a control device 172. In FIG. 9, a part of optical elements of the observation device 100 is omitted.

I/F171は、各機器と制御装置172との間の入出力を担っている。制御装置172は、モータや電源等の各機器を制御する。なお、各モータは、例えば、ステッピングモータやサーボモータを駆動機構である。制御装置172は各モータを制御するための制御信号を出力する。したがって、制御装置172は、各モータの動作を適切に制御することができる。もちろん、駆動機構は,モータ以外のものであってもよい。制御装置172は、例えば,ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの処理装置である。例えば、制御装置172は、プロセッサやメモリなどを備えている。メモリに格納されたコンピュータプログラムをプロセッサが実行することで、各機器を制御することができる。   The I / F 171 is responsible for input and output between each device and the control device 172. The control device 172 controls each device such as a motor and a power supply. Each motor is, for example, a driving mechanism such as a stepping motor or a servomotor. The controller 172 outputs control signals for controlling the respective motors. Therefore, the controller 172 can appropriately control the operation of each motor. Of course, the drive mechanism may be other than a motor. The control device 172 is, for example, a processing device such as a workstation or a personal computer. For example, the control device 172 includes a processor, a memory, and the like. Each device can be controlled by the processor executing a computer program stored in the memory.

チラー151は、光源101を冷却する。レーザ電源152は、光源101に電源を供給する。レーザ電源152の供給電力は、制御装置172により制御される。また、制御装置172は、第1のスキャナ114、及び第2のスキャナ115を制御する。   The chiller 151 cools the light source 101. The laser power supply 152 supplies power to the light source 101. The power supplied from the laser power supply 152 is controlled by the controller 172. The control device 172 also controls the first scanner 114 and the second scanner 115.

φ軸モータ147は、回転軸11をφ軸周りに回転駆動するための回転軸駆動機構である。φ軸モータ147は、制御装置172によって制御される。例えば、ユーザが観察したい方向を入力すると、φ軸センサ148は、φ軸モータ147による回転軸11の回転角度(φ角度)を検出する角度センサである。φ軸センサ148は例えば、モータエンコーダなどである。φ軸センサ148は、検出したφ角度に応じたセンサ信号を制御装置172に出力する。   The φ-axis motor 147 is a rotary shaft drive mechanism for rotationally driving the rotary shaft 11 around the φ-axis. The φ-axis motor 147 is controlled by the controller 172. For example, when the user inputs a direction to be observed, the φ-axis sensor 148 is an angle sensor that detects the rotation angle (φ angle) of the rotating shaft 11 by the φ-axis motor 147. The φ-axis sensor 148 is, for example, a motor encoder. The φ-axis sensor 148 outputs a sensor signal corresponding to the detected φ angle to the controller 172.

θ軸モータ145は、光学系ユニット110を観察中心点O周りに回転移動するためのユニット駆動機構である。θ軸モータ145は、光学系ユニット110をガイド機構15に沿って回転移動させる。θ軸モータ145は、制御装置172によって制御される。例えば、ユーザが観察したい方向を入力すると、制御装置172は、θ軸モータ145、φ軸モータ147を駆動するための駆動信号を生成する。   The θ-axis motor 145 is a unit drive mechanism for rotationally moving the optical system unit 110 around the observation center point O. The θ-axis motor 145 rotationally moves the optical system unit 110 along the guide mechanism 15. The θ-axis motor 145 is controlled by the controller 172. For example, when the user inputs a direction to be observed, the control device 172 generates a drive signal for driving the θ-axis motor 145 and the φ-axis motor 147.

θ軸センサ146は、θ軸モータ145による光学系ユニット110の位置又はθ角度を検出するセンサである。θ軸センサ146は例えば、モータエンコーダなどである。θ軸センサ146は検出した位置又は角度に応じたセンサ信号を制御装置172に出力する。なお、制御装置172は、ユーザからの指令によって、θ角度及びφ角度が所望の角度になるように、θ軸モータ145、φ軸モータ147を制御する。   The θ axis sensor 146 is a sensor that detects the position or the θ angle of the optical system unit 110 by the θ axis motor 145. The θ-axis sensor 146 is, for example, a motor encoder. The θ-axis sensor 146 outputs a sensor signal corresponding to the detected position or angle to the controller 172. The control device 172 controls the θ-axis motor 145 and the φ-axis motor 147 so that the θ-angle and the φ-angle become desired angles according to a command from the user.

ミラー駆動モータ141は、可動ミラー105を移動させるミラー駆動機構である。ミラー駆動モータ141は、ガイド機構15における光学系ユニット110の位置に応じて、回転ミラー104と可動ミラー105との間隔を変化させる。ミラー駆動モータ141が可動ミラー105をリニアガイド機構19に沿って移動させる。制御装置172は、θ軸センサ146からの検出信号に基づいて、ミラー駆動モータ141を制御する。これにより、光学系ユニット110と連動して可動ミラー105が動作する。照射光L1を光学系ユニット110に導入することができる。   The mirror drive motor 141 is a mirror drive mechanism that moves the movable mirror 105. The mirror drive motor 141 changes the distance between the rotating mirror 104 and the movable mirror 105 in accordance with the position of the optical system unit 110 in the guide mechanism 15. A mirror drive motor 141 moves the movable mirror 105 along the linear guide mechanism 19. The controller 172 controls the mirror drive motor 141 based on the detection signal from the θ-axis sensor 146. Thereby, the movable mirror 105 operates in conjunction with the optical system unit 110. The irradiation light L1 can be introduced into the optical system unit 110.

さらに、制御装置172は、θ軸センサ146からの検出信号に基づいて、角度補正ミラー111を制御する。光学系ユニット110と連動して角度補正ミラー111が動作する。照射光L1を適切な方向に伝搬させることができる。このように、制御装置172は、θ角度に応じて、ミラー駆動モータ141、角度補正ミラー111を制御する。   Further, the control device 172 controls the angle correction mirror 111 based on the detection signal from the θ-axis sensor 146. The angle correction mirror 111 operates in conjunction with the optical system unit 110. The irradiation light L1 can be propagated in an appropriate direction. Thus, the control device 172 controls the mirror drive motor 141 and the angle correction mirror 111 according to the θ angle.

光検出器134から出力された検出信号は、電流電圧変換器161で電流電圧変換される。電流電圧変換器161は負荷抵抗により、電流を電圧に変換する。これにより、検出信号の電圧が検出光量を示すようになる。電流電圧変換器161は電流電圧変換した検出信号をA/Dコンバータ164に出力する。そして、A/D(Analog to Digital)コンバータ164は、検出信号をA/D変換する。そして、デジタル信号となった検出信号が制御装置172に入力される。制御装置172は、検出信号、すなわち、検出信号を格納する。光検出器134には、高圧電源163で発生した電源が供給されている。また、高圧電源163と電流電圧変換器161との間には保護回路162が設けられている。   The detection signal output from the light detector 134 is current-voltage converted by the current-voltage converter 161. The current-voltage converter 161 converts the current into a voltage by the load resistance. As a result, the voltage of the detection signal indicates the amount of detected light. The current-voltage converter 161 outputs the detection signal subjected to current-voltage conversion to the A / D converter 164. Then, an A / D (Analog to Digital) converter 164 A / D converts the detection signal. Then, a detection signal that has become a digital signal is input to the control device 172. The controller 172 stores the detection signal, that is, the detection signal. The light detector 134 is supplied with power generated by the high voltage power supply 163. In addition, a protection circuit 162 is provided between the high voltage power supply 163 and the current voltage converter 161.

光検出器135から出力された検出信号は、電流電圧変換器166で電流電圧変換される。これにより、検出信号の電圧が検出光量を示すようになる。電流電圧変換器166は電流電圧変換した検出信号をA/Dコンバータ169に出力する。そして、A/D(Analog to Digital)コンバータ169は、検出信号をA/D変換する。そして、デジタル信号となった検出信号が制御装置172に入力される。制御装置172は、検出信号、すなわち、検出光量を格納する。光検出器135には、高圧電源168で発生した電源が供給されている。また、高圧電源168と電流電圧変換器166との間には保護回路167が設けられている。   The detection signal output from the photodetector 135 is current-voltage converted by the current-voltage converter 166. As a result, the voltage of the detection signal indicates the amount of detected light. The current-voltage converter 166 outputs the current-voltage converted detection signal to the A / D converter 169. Then, an A / D (Analog to Digital) converter 169 A / D converts the detection signal. Then, a detection signal that has become a digital signal is input to the control device 172. The controller 172 stores the detection signal, that is, the detected light amount. The power generated by the high voltage power supply 168 is supplied to the light detector 135. Further, a protection circuit 167 is provided between the high voltage power supply 168 and the current voltage converter 166.

そして、制御装置172は、第1のスキャナ114と第2のスキャナ115による照射光L1の走査位置と、検出光量とを対応付けて記憶する。また、制御装置172は、検出光量は、θ角度、及びφ角度に対応付けて、記憶する。このようにすることで、様々な方向からサンプルSを観察することができる。   Then, the control device 172 stores the scanning position of the irradiation light L1 by the first scanner 114 and the second scanner 115 in association with the detected light amount. Further, the control device 172 stores the detected light amount in association with the θ angle and the φ angle. By doing this, the sample S can be observed from various directions.

実施の形態3.
本実施の形態3にかかる観察装置における光学系ユニット110の動作について、図10を用いて説明する。本実施の形態では、観察装置が、θ軸センサ146によってθ角を測定することを必要とせずに、光学系ユニットが動作する構成を有している。具体的には、観察装置は、θ軸センサ146を有しておらず、かつ、可動ミラー105がサーボミラー205に置き換わっている。また、光学系ユニット110の内部に設けられた角度補正ミラー111、及びミラー112が、第1の位置センサミラー211、及び第2の位置センサミラー212に置き換わっている。その他の構成につては、実施の形態1、2と同様であるため、説明を省略する。
Third Embodiment
The operation of the optical system unit 110 in the observation apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the observation device has a configuration in which the optical system unit operates without the need to measure the θ angle by the θ-axis sensor 146. Specifically, the observation device does not have the θ-axis sensor 146, and the movable mirror 105 is replaced with the servo mirror 205. Further, the angle correction mirror 111 and the mirror 112 provided inside the optical system unit 110 are replaced with the first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212. The other configuration is the same as in the first and second embodiments, and thus the description is omitted.

サーボガルバノミラー205は、θ角度に応じて、照射光L1の反射角度を変化させる。すなわち、サーボガルバノミラー205は、アーム12に設けられた第2の角度可変ミラーとなる。サーボガルバノミラー205は、例えば、光の反射角度を変えるように回転可能に設けられた回転ミラーである。サーボガルバノミラー205は、回転ミラー104からの照射光L1を光学系ユニット110に向けて反射する。   The servo galvano mirror 205 changes the reflection angle of the irradiation light L1 according to the θ angle. That is, the servo galvano mirror 205 is a second variable angle mirror provided on the arm 12. The servo galvano mirror 205 is, for example, a rotating mirror provided rotatably so as to change the reflection angle of light. The servo galvano mirror 205 reflects the irradiation light L1 from the rotating mirror 104 toward the optical system unit 110.

第1の位置センサミラー211は、θ角度に応じて、照射光L1の反射角度を変化させる。第1の位置センサミラー211は、光学系ユニット110に設けられた第3の角度可変ミラーである。第1の位置センサミラー211は、光の反射角度を変えるように回転可能に設けられた回転ミラーである。第1の位置センサミラー211は、サーボガルバノミラー205で反射した照射光L1を反射する。第2の位置センサミラー212は光学系ユニット110内に固定された固定ミラーである。第2の位置センサミラー212は、第1の位置センサミラー211で反射した照射光L1を反射する。   The first position sensor mirror 211 changes the reflection angle of the irradiation light L1 according to the θ angle. The first position sensor mirror 211 is a third variable-angle mirror provided in the optical system unit 110. The first position sensor mirror 211 is a rotating mirror provided rotatably so as to change the reflection angle of light. The first position sensor mirror 211 reflects the irradiation light L1 reflected by the servo galvano mirror 205. The second position sensor mirror 212 is a fixed mirror fixed in the optical system unit 110. The second position sensor mirror 212 reflects the irradiation light L1 reflected by the first position sensor mirror 211.

第1の位置センサミラー211、及び第2の位置センサミラー212は、照射光の入射位置を検出するセンサを有している。具体的には、第2の位置センサミラー212に対する照射光の入射位置を検出する位置センサを第2の位置センサミラー212は有している。そして、第2の位置センサミラー212は、検出した位置に応じた位置検出信号を第1の位置センサミラー211に出力する。第1の位置センサミラー211に対する照射光L1の入射位置に応じて、サーボガルバノミラー205が回転する。第2の位置センサミラー212に対する照射光L1の入射位置に応じて、第1の位置センサミラー211が回転する。   The first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212 have a sensor that detects the incident position of the irradiation light. Specifically, the second position sensor mirror 212 has a position sensor that detects the incident position of the irradiation light on the second position sensor mirror 212. Then, the second position sensor mirror 212 outputs a position detection signal according to the detected position to the first position sensor mirror 211. The servo galvano mirror 205 is rotated in accordance with the incident position of the irradiation light L 1 to the first position sensor mirror 211. The first position sensor mirror 211 is rotated in accordance with the incident position of the irradiation light L1 to the second position sensor mirror 212.

第1の位置センサミラー211は、第2の位置センサミラー212からの位置検出信号に基づいて、反射角度を変化させる。第2の位置センサミラー212に対する照射光の入射位置を検出する位置センサを第2の位置センサミラー212は有している。第2の位置センサミラー212に対する照射光L1の入射位置に追従して、第1の位置センサミラー211が回転する。例えば、第1の位置センサミラー211は、第2の位置センサミラー212の所定の位置に照射光が入射するように、照射光を反射する反射角度を変化させる。   The first position sensor mirror 211 changes the reflection angle based on the position detection signal from the second position sensor mirror 212. The second position sensor mirror 212 has a position sensor that detects the incident position of the irradiation light to the second position sensor mirror 212. The first position sensor mirror 211 is rotated following the incident position of the irradiation light L1 to the second position sensor mirror 212. For example, the first position sensor mirror 211 changes the reflection angle at which the irradiation light is reflected so that the irradiation light is incident on the predetermined position of the second position sensor mirror 212.

同様に、第1の位置センサミラー211に対する照射光の入射位置を検出する位置センサを第1の位置センサミラー211は有している。そして、第1の位置センサミラー211は、検出した位置に応じた位置検出信号をサーボガルバノミラー205に出力する。   Similarly, the first position sensor mirror 211 has a position sensor that detects the incident position of the irradiation light on the first position sensor mirror 211. Then, the first position sensor mirror 211 outputs a position detection signal according to the detected position to the servo galvano mirror 205.

サーボガルバノミラー205は、第1の位置センサミラー211からの位置検出信号に基づいて、反射角度を変化させる。第1の位置センサミラー211に対する照射光L1の入射位置に追従して、サーボガルバノミラー205が回転する。例えば、サーボガルバノミラー205は、第1の位置センサミラー211の所定の位置に照射光が入射するように、照射光を反射する反射角度を変化させる。これにより、θ角度によらず、照射光L1が第1の位置センサミラー211、及び第2の位置センサミラー212の中央に入射する。   The servo galvano mirror 205 changes the reflection angle based on the position detection signal from the first position sensor mirror 211. The servo galvano mirror 205 is rotated following the incident position of the irradiation light L1 to the first position sensor mirror 211. For example, the servo galvano mirror 205 changes the reflection angle at which the irradiation light is reflected so that the irradiation light is incident on the predetermined position of the first position sensor mirror 211. Thus, regardless of the θ angle, the irradiation light L1 is incident on the centers of the first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212.

第1の位置センサミラー211の構成について、図11を用いて説明する。図11は、第1の位置センサミラー211の構成を説明するための図である。なお、第2の位置センサミラー212の構成は第1の位置センサミラー211の構成と同じであるため、説明を省略する。すなわち、第1の位置センサミラー211と第2の位置センサミラー212の構成は同じとなっている。   The configuration of the first position sensor mirror 211 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of the first position sensor mirror 211. As shown in FIG. Since the configuration of the second position sensor mirror 212 is the same as the configuration of the first position sensor mirror 211, the description will be omitted. That is, the configurations of the first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212 are the same.

第1の位置センサミラー211は、基板221と、光検出器222、223と、反射膜224とを備えている。基板221は、透明なガラス基板などである。基板221の前面側(照射光L1の入射側)には反射膜224が形成されている。基板221の背面側には、光検出器222、223が形成されている。   The first position sensor mirror 211 includes a substrate 221, photodetectors 222 and 223, and a reflective film 224. The substrate 221 is a transparent glass substrate or the like. A reflective film 224 is formed on the front side of the substrate 221 (the incident side of the irradiation light L1). On the back side of the substrate 221, photodetectors 222 and 223 are formed.

反射膜224は照射光L1の一部を透過する膜である。したがって、照射光L1の一部は、反射膜224と基板221とを透過して、光検出器222、223に入射する。また、反射膜224は、照射光L1の大半を第2の位置検出ミラー212に向けて反射する。   The reflective film 224 is a film that transmits a part of the irradiation light L1. Therefore, a part of the irradiation light L1 passes through the reflective film 224 and the substrate 221, and enters the light detectors 222 and 223. In addition, the reflection film 224 reflects most of the irradiation light L1 toward the second position detection mirror 212.

光検出器222、及び光検出器223は、基板221の背面側に設けられている。光検出器222、及び光検出器223は、基板221、反射膜224を透過した照射光L1を受講する。光検出器222、及び光検出器223は、照射光L1の入射位置を検出するための位置センサとなる。具体的には、光検出器222、及び光検出器223は、2分割フォトダイオードを構成している。光検出器222、223はそれぞれフォトダイオードであり、検出光量に応じた電流を検出信号として出力している。例えば、光検出器222と光検出器223との境界線は、第1の位置検出ミラー211の中心を通っている。照射光L1の入射位置の中心が、光検出器222と光検出器223との境界線上になるように、サーボガルバノミラー205が追従制御される。光検出器222と光検出器223との検出光量が等しくなるように、サーボループが形成されている。   The light detector 222 and the light detector 223 are provided on the back side of the substrate 221. The light detector 222 and the light detector 223 take the irradiation light L1 transmitted through the substrate 221 and the reflection film 224. The light detector 222 and the light detector 223 serve as position sensors for detecting the incident position of the irradiation light L1. Specifically, the light detector 222 and the light detector 223 constitute a two-part photodiode. Each of the light detectors 222 and 223 is a photodiode, and outputs a current corresponding to the amount of detected light as a detection signal. For example, the boundary between the light detector 222 and the light detector 223 passes through the center of the first position detection mirror 211. The servo galvano mirror 205 is subjected to tracking control so that the center of the incident position of the irradiation light L1 is on the boundary between the light detector 222 and the light detector 223. A servo loop is formed so that the detected light amounts of the light detector 222 and the light detector 223 are equal.

具体的には、光学系ユニット110がθ回転すると、光検出器222と光検出器223との境界線と垂直な方向に第1の位置センサミラー211が移動する。光検出器222と光検出器223との境界線上に照射光L1の入射位置が追従するように、サーボガルバノミラー205の回転が制御される。このようなサーボループを用いることで、光学系ユニット110のθ軸センサ146が不要となる。   Specifically, when the optical system unit 110 rotates by θ, the first position sensor mirror 211 moves in the direction perpendicular to the boundary between the light detector 222 and the light detector 223. The rotation of the servo galvano mirror 205 is controlled such that the incident position of the irradiation light L1 follows the boundary between the light detector 222 and the light detector 223. By using such a servo loop, the θ-axis sensor 146 of the optical system unit 110 becomes unnecessary.

上記のサーボループを実現するための構成の一例について、図12を用いて説明する。図12に示すように、第1の位置センサミラー211の光検出器222は、電流電圧変換器261に検出信号を出力する。第1の位置センサミラー211の光検出器223は、電流電圧変換器262に検出信号を出力する。電流電圧変換器261は、光検出器222からの検出信号を電流電圧変換する。電流電圧変換器262は、光検出器223からの検出信号を電流電圧変換する。よって、検出信号の電圧が検出光量を示すようになる。   An example of the configuration for realizing the above-described servo loop will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the light detector 222 of the first position sensor mirror 211 outputs a detection signal to the current-voltage converter 261. The photodetector 223 of the first position sensor mirror 211 outputs a detection signal to the current-voltage converter 262. The current-voltage converter 261 performs current-voltage conversion on the detection signal from the light detector 222. The current-voltage converter 262 current-voltage converts the detection signal from the light detector 223. Thus, the voltage of the detection signal indicates the amount of detected light.

電流電圧変換器261、及び電流電圧変換器262は、検出信号を差動増幅器263に出力する。従って、電流電圧変換器261、及び電流電圧変換器262の検出信号が一致する場合、差動増幅器263の出力は0Vとなる。電流電圧変換器261の検出信号が電流電圧変換器262の検出光量よりも大きい場合、差動増幅器263の出力が正(プラス)となる。電流電圧変換器261の検出信号が電流電圧変換器262の検出光量よりも小さい場合、差動増幅器263の出力が負(マイナス)となる。   The current voltage converter 261 and the current voltage converter 262 output the detection signal to the differential amplifier 263. Therefore, when the detection signals of the current-voltage converter 261 and the current-voltage converter 262 match, the output of the differential amplifier 263 becomes 0V. When the detection signal of the current-voltage converter 261 is larger than the detection light amount of the current-voltage converter 262, the output of the differential amplifier 263 becomes positive (plus). When the detection signal of the current-voltage converter 261 is smaller than the detection light amount of the current-voltage converter 262, the output of the differential amplifier 263 becomes negative (minus).

サーボガルバノミラー205は、差動増幅器263の出力が0Vになるように、追従制御される。これにより、光学系ユニット110がθ回転した場合でも、照射光L1が第1の位置センサミラー211の中央に入射するように制御される。第1の位置センサミラー211での照射光L1の検出位置に応じて、サーボガルバノミラー205が回転する。   The servo galvano mirror 205 is controlled to follow so that the output of the differential amplifier 263 becomes 0V. Thus, even when the optical system unit 110 rotates by θ, the irradiation light L1 is controlled to be incident on the center of the first position sensor mirror 211. The servo galvano mirror 205 is rotated in accordance with the detection position of the irradiation light L 1 by the first position sensor mirror 211.

第1の位置センサミラー211、及び第2の位置センサミラー212についても同様のサーボループを形成している。第2の位置センサミラー212の光検出器222は、電流電圧変換器271に検出信号を出力する。第2の位置センサミラー212の光検出器223は、電流電圧変換器272に検出信号を出力する。電流電圧変換器271は、光検出器223からの検出信号を電流電圧変換する。電流電圧変換器272は、光検出器223からの検出信号を電流電圧変換する。よって、検出信号の電圧が検出光量を示すようになる。   Similar servo loops are formed for the first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212. The light detector 222 of the second position sensor mirror 212 outputs a detection signal to the current-voltage converter 271. The photodetector 223 of the second position sensor mirror 212 outputs a detection signal to the current-voltage converter 272. The current-voltage converter 271 performs current-voltage conversion on the detection signal from the photodetector 223. The current-voltage converter 272 performs current-voltage conversion on the detection signal from the light detector 223. Thus, the voltage of the detection signal indicates the amount of detected light.

電流電圧変換器271、及び電流電圧変換器272は、検出信号を差動増幅器273に出力する。従って、電流電圧変換器271、及び電流電圧変換器272の検出信号が一致する場合、差動増幅器273の出力は0Vとなる。電流電圧変換器271の検出信号が電流電圧変換器272の検出光量よりも大きい場合、差動増幅器273の出力が正(プラス)となる。電流電圧変換器271の検出信号が電流電圧変換器272の検出光量よりも小さい場合、差動増幅器273の出力が負(マイナス)となる。   The current-voltage converter 271 and the current-voltage converter 272 output the detection signal to the differential amplifier 273. Therefore, when the detection signals of the current-voltage converter 271 and the current-voltage converter 272 match, the output of the differential amplifier 273 becomes 0V. When the detection signal of the current-voltage converter 271 is larger than the detection light amount of the current-voltage converter 272, the output of the differential amplifier 273 becomes positive (plus). When the detection signal of the current-voltage converter 271 is smaller than the detection light amount of the current-voltage converter 272, the output of the differential amplifier 273 becomes negative (minus).

第1の位置センサミラー211は、差動増幅器273の出力が0Vになるように、追従制御される。これにより、光学系ユニット110がθ回転した場合でも、第2の位置センサミラー212で反射した照射光L1の伝搬方向が一定となる。第2の位置センサミラー212での照射光L1の検出位置に応じて、第1の位置センサミラー211が回転する。すなわち、θ角度によらず、照射光L1が一定の角度で第1のスキャナ114に入射する。これにより、第1のスキャナ114がアライメントの保証された照射光L1を走査することができる。   The first position sensor mirror 211 is controlled to follow so that the output of the differential amplifier 273 becomes 0V. Thus, even when the optical system unit 110 rotates by θ, the propagation direction of the irradiation light L1 reflected by the second position sensor mirror 212 becomes constant. The first position sensor mirror 211 is rotated in accordance with the detection position of the irradiation light L 1 by the second position sensor mirror 212. That is, regardless of the θ angle, the irradiation light L1 enters the first scanner 114 at a constant angle. As a result, the first scanner 114 can scan the irradiation light L1 for which the alignment is guaranteed.

変形例1.
図13を用いて、実施の形態3の変形例の構成について説明する。図13は、θ角度に対する追従制御を説明するための図である。変形例1では、第1の位置センサミラー211、及び第2の位置センサミラー212のような特殊なミラーを用いずに、θ角度に対する追従制御を行っている。なお、実施の形態1〜3と重複する内容については適宜説明を省略する。
Modification 1
The configuration of a modification of the third embodiment will be described using FIG. FIG. 13 is a diagram for illustrating follow-up control with respect to the θ angle. In the first modification, follow-up control for the θ angle is performed without using special mirrors such as the first position sensor mirror 211 and the second position sensor mirror 212. In addition, about the content which overlaps with Embodiment 1-3, description is abbreviate | omitted suitably.

変形例1では、光学系ユニット110に、追従ミラー260と、電流電圧変換器261、電流電圧変換器262、差動増幅器263、第1の位置センサ265、第1のビームサンプラ266と、ミラー270と、電流電圧変換器271、電流電圧変換器272、差動増幅器273、第2の位置センサ275、第2のビームサンプラ276と、が設けられている。   In the first modification, the optical system unit 110 includes a tracking mirror 260, a current-voltage converter 261, a current-voltage converter 262, a differential amplifier 263, a first position sensor 265, a first beam sampler 266, and a mirror 270. A current-voltage converter 271, a current-voltage converter 272, a differential amplifier 273, a second position sensor 275, and a second beam sampler 276 are provided.

すなわち、第1の位置センサミラー211が追従ミラー260に置き換わり、第2の位置センサミラー212がミラー270に置き換わっている。さらに、追従ミラー260とミラー270との間に、第1のビームサンプラ266が配置されている。ミラー270の後段に、第2のビームサンプラ276が配置されている。   That is, the first position sensor mirror 211 is replaced by the follow-up mirror 260, and the second position sensor mirror 212 is replaced by the mirror 270. Furthermore, a first beam sampler 266 is disposed between the tracking mirror 260 and the mirror 270. A second beam sampler 276 is disposed downstream of the mirror 270.

電流電圧変換器261、電流電圧変換器262、差動増幅器263、電流電圧変換器271、電流電圧変換器272、差動増幅器273については、図11と同様であるため説明を省略する。また、第1の位置センサ265、及び第2の位置センサ275のそれぞれが2分割フォトダイオードとなっている。よって、光検出器222、223と同様に、第1の位置センサ265、及び第2の位置センサ275は、それぞれ、照射光L1の入射位置を検出することができる。   The current-voltage converter 261, the current-voltage converter 262, the differential amplifier 263, the current-voltage converter 271, the current-voltage converter 272, and the differential amplifier 273 are the same as those in FIG. Further, each of the first position sensor 265 and the second position sensor 275 is a two-split photodiode. Therefore, like the light detectors 222 and 223, the first position sensor 265 and the second position sensor 275 can respectively detect the incident position of the irradiation light L1.

追従ミラー260は、サーボガルバノミラー205とミラー270との間に配置されている。追従ミラー260は、光学系ユニット110に設けられた第3の角度可変ミラーとなる。追従ミラー260は、光の反射角度を変えるように回転可能に設けられた回転ミラーである。ミラー270は、光学系ユニット110内に固定された固定ミラーとなる。   The following mirror 260 is disposed between the servo galvano mirror 205 and the mirror 270. The follow-up mirror 260 is a third variable-angle mirror provided in the optical system unit 110. The following mirror 260 is a rotating mirror provided rotatably so as to change the reflection angle of light. The mirror 270 is a fixed mirror fixed in the optical system unit 110.

第1のビームサンプラ266は、追従ミラー260とミラー270との間の光路中であり、かつ、追従ミラー260に近接した位置に配置されている。第1のビームサンプラ266は、追従ミラー260で反射した照射光L1の一部を取り出す。第1のビームサンプラ266で取り出された照射光L1は第1の位置センサ265に入射する。第1の位置センサ265で検出された入射位置に応じて、サーボガルバノミラー205が回転する。よって、第1の位置センサ265の中央に照射光L1が入射するように追従制御するサーボループを形成することができる。   The first beam sampler 266 is disposed in the optical path between the tracking mirror 260 and the mirror 270 and at a position close to the tracking mirror 260. The first beam sampler 266 extracts a part of the irradiation light L1 reflected by the tracking mirror 260. The irradiation light L 1 extracted by the first beam sampler 266 is incident on the first position sensor 265. The servo galvano mirror 205 is rotated in accordance with the incident position detected by the first position sensor 265. Therefore, it is possible to form a servo loop that performs tracking control so that the irradiation light L1 is incident on the center of the first position sensor 265.

第2のビームサンプラ276は、ミラー270で反射した照射光L1の一部を取り出す。ミラー270と第1のスキャナ114(図13では不図示)との間の光路中であり、かつ、ミラー270に近接した位置に配置されている。第2のビームサンプラ276で取り出された照射光L1は第2の位置センサ275に入射する。第2の位置センサ275で検出された入射位置に応じて、追従ミラー260が回転する。よって、第2の位置センサ275の中央に照射光L1が入射するように追従制御するサーボループを形成することができる。   The second beam sampler 276 extracts a part of the irradiation light L1 reflected by the mirror 270. The optical path between the mirror 270 and the first scanner 114 (not shown in FIG. 13) is located close to the mirror 270. The irradiation light L 1 extracted by the second beam sampler 276 is incident on the second position sensor 275. The tracking mirror 260 is rotated in accordance with the incident position detected by the second position sensor 275. Therefore, it is possible to form a servo loop that performs tracking control so that the irradiation light L1 is incident on the center of the second position sensor 275.

このような構成によっても、図11の構成と同様な効果を得ることができる。なお、ビームサンプラによる光の損失は、数%程度であるため、照射光L1の光量が十分であれば特に問題がない。   With such a configuration, the same effect as the configuration of FIG. 11 can be obtained. In addition, since the loss of light by the beam sampler is about several percent, there is no particular problem if the light amount of the irradiation light L1 is sufficient.

このように、本実施の形態1〜3にかかる観察装置100によれば、サンプルを様々な方向から観察することができる。また、サンプルを動かさずに、様々な方向から観察することができる。このため、観察装置100は、猿やマウスなどの脳研究に適している。   Thus, according to the observation apparatus 100 concerning this Embodiment 1-3, a sample can be observed from various directions. Also, it is possible to observe from various directions without moving the sample. For this reason, the observation apparatus 100 is suitable for brain researches such as monkeys and mice.

なお、上記の説明では、第1〜第3の角度可変ミラーが反射面と平行な軸周りに回転する回転ミラーであるとして説明したが、第1〜第3の角度可変ミラーの1つ以上は回転によらず、角度が変わるミラーであってもよい。例えば、角度可変ミラーとして、回転ミラーの代わりに、ステアリングミラーやMEMSミラーなどを用いることができる。すなわち、角度可変ミラーは、反射する光の方向を変えることができるミラーであればよい。例えば、角度可変ミラーは、制御装置172からの制御信号に応じて反射面の角度が変化する。これにより、光の反射角度が変化する。   In the above description, the first to third angle variable mirrors are described as rotating mirrors that rotate around an axis parallel to the reflecting surface, but one or more of the first to third angle variable mirrors are It may be a mirror whose angle changes without rotation. For example, as the angle variable mirror, a steering mirror, a MEMS mirror, or the like can be used instead of the rotating mirror. That is, the angle variable mirror may be any mirror that can change the direction of reflected light. For example, in the variable-angle mirror, the angle of the reflective surface changes in accordance with the control signal from the controller 172. Thereby, the reflection angle of light changes.

また、角度可変ミラーと4分割センサ(田の字センサ)を合わせて用いることで、θ角の変化に伴わない他要素(他方向)の偏角も補正することができる。他要素とは例えば、アーム12がφ方向に傾いたときのたわみによる偏角や、レーザ光源をチューニングするときに発生する光軸ずれなどを補正することができる。この場合、角度可変ミラーとして、ステアリングミラーなどの2軸動作可能な角度可変ミラーを用いることが好ましい。そして、4分割センサである4分割フォトダイオードを用いて照射光の位置を検出する。そして、照射光の中心が4分割フォトダイオードの中心に一致するようにフィードバック制御すればよい。4分割センサは、図11、図12にように基板の背面側に配置された光検出器で構成することができる。この場合、反射膜と基板とを透過した照射光が4分割センサに入射する。あるいは、図13のように、光路中にビームサンプラを配置して、ビームサンプラで取り出された照射光L1を4分割センサが検出するように構成してもよい。   In addition, by using the variable angle mirror and the four-divided sensor (S-shaped sensor) in combination, it is possible to correct the declination angle of the other element (other direction) not associated with the change of the θ angle. As the other elements, for example, it is possible to correct an angle of deflection due to deflection when the arm 12 is inclined in the φ direction, an optical axis deviation generated when tuning the laser light source, and the like. In this case, as the angle variable mirror, it is preferable to use an angle variable mirror capable of two-axis operation such as a steering mirror. Then, the position of the irradiation light is detected using a 4-division photodiode which is a 4-division sensor. Then, feedback control may be performed so that the center of the irradiation light coincides with the center of the four-divided photodiode. The four-divided sensor can be configured by a light detector disposed on the back side of the substrate as shown in FIGS. In this case, the irradiation light transmitted through the reflective film and the substrate is incident on the four-divided sensor. Alternatively, as shown in FIG. 13, the beam sampler may be disposed in the optical path so that the four-divided sensor detects the irradiation light L1 extracted by the beam sampler.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, although the invention made by the present inventor was concretely explained based on an embodiment, the present invention is not limited to the embodiment mentioned already, A various change in the range which does not deviate from the gist It goes without saying that it is possible.

10 保持装置
11 回転軸
12 アーム
12a ガイド形成面
13 第1のウェイト
14 第2のウェイト
15 ガイド機構
16 軸受け
17 台座
18 ガイドプレート
19 リニアガイド機構
100 観察装置
101 光源
102 ビームエキスパンダ
103 ミラー
104 回転ミラー
105 可動ミラー
110 光学系ユニット
111 角度補正ミラー
112 ミラー
113 ミラー
114 第1のスキャナ
115 第2のスキャナ
116 スキャンレンズ
117 チューブレンズ
118 ダイクロイックミラー
120 対物レンズ
131 リレーレンズ
132 赤外カットフィルタ
133 ダイクロイックミラー
134 光検出器
135 光検出器
141 ミラー駆動モータ
145 θ軸モータ
146 θ軸センサ
147 φ軸モータ
148 φ軸センサ
151 チラー
152 レーザ電源
161 電流電圧変換器
162 保護回路
163 高圧電源
164 A/Dコンバータ
166 電流電圧変換器
167 保護回路
168 高圧電源
169 A/Dコンバータ
171 インターフェース
172 制御装置
O 観察中心点
OX 光軸
S サンプル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 holding apparatus 11 rotating shaft 12 arm 12a guide formation surface 13 1st weight 14 2nd weight 15 guide mechanism 16 bearing 17 base 18 guide plate 19 linear guide mechanism 100 observation apparatus 101 light source 102 beam expander 103 mirror 104 rotating mirror 105 movable mirror 110 optical system unit 111 angle correction mirror 112 mirror 113 mirror 114 first scanner 116 second scanner 116 scan lens 117 tube lens 118 dichroic mirror 120 objective lens 131 relay lens 132 infrared cut filter 133 dichroic mirror 134 light Detector 135 Photodetector 141 Mirror drive motor 145 θ-axis motor 146 θ-axis sensor 147 φ-axis motor 148 φ-axis sensor 15 Reference Signs List 1 chiller 152 laser power supply 161 current voltage converter 162 protection circuit 163 high voltage power supply 164 A / D converter 166 current voltage converter 167 protection circuit 168 high voltage power supply 169 A / D converter 171 interface 172 control device O observation center point OX light axis S sample

Claims (8)

第1の軸周りに回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸を前記第1の軸周りに回転させる回転軸駆動機構と、
前記回転軸に取り付けられたアームであって、第1のガイド機構が設けられたアームと、
前記第1のガイド機構に沿って移動可能に設けられた光学系ユニットであって、サンプルに照射される照射光を走査するスキャナを有する光学系ユニットと、
前記光学系ユニットのサンプル側に取り付けられ、前記スキャナで走査された照射光をサンプルに集光する対物レンズと、
前記対物レンズが前記第1の軸の延長線上にある回転中心点周りに回転移動するように、前記光学系ユニットを前記第1のガイド機構に沿って移動させるユニット駆動機構と、を備えた観察装置であって、
前記回転軸の内部を光が通過できるよう、前記回転軸が中空に形成されており、
前記観察装置は、
前記第1の軸上において前記アームに取り付けられ、前記回転軸の内部を通過した照射光を反射する回転ミラーと、
前記アームに対して移動可能に設けられ、前記回転ミラーからの照射光を前記光学系ユニットに向けて反射する可動ミラーと、
前記第1のガイド機構における前記光学系ユニットの位置に応じて、前記回転ミラーと前記可動ミラーとの間隔を変化させるよう、前記可動ミラーを移動させるミラー駆動機構と、さらに備えた観察装置。
A rotation axis rotatably provided about the first axis;
A rotary shaft drive mechanism for rotating the rotary shaft around the first shaft;
An arm attached to the rotation shaft, the arm provided with a first guide mechanism;
An optical system unit movably provided along the first guide mechanism, the optical system unit having a scanner for scanning irradiation light irradiated to the sample.
An objective lens attached to the sample side of the optical system unit and focusing the irradiation light scanned by the scanner onto the sample;
A unit drive mechanism for moving the optical system unit along the first guide mechanism such that the objective lens is rotationally moved about a rotation center point on an extension of the first axis A device ,
The rotating shaft is hollow so that light can pass through the inside of the rotating shaft,
The observation device
A rotating mirror attached to the arm on the first axis and reflecting illumination light that has passed through the inside of the rotation axis;
A movable mirror disposed movably with respect to the arm and reflecting light emitted from the rotating mirror toward the optical system unit;
And a mirror driving mechanism for moving the movable mirror so as to change a distance between the rotating mirror and the movable mirror according to a position of the optical system unit in the first guide mechanism.
前記アームには、前記ミラー駆動機構による前記可動ミラーの直進移動をガイドする第2のガイド機構が設けられている請求項に記載の観察装置。 The observation apparatus according to claim 1 , wherein the arm is provided with a second guide mechanism that guides the rectilinear movement of the movable mirror by the mirror drive mechanism. 前記光学系ユニットに設けられ、前記可動ミラーで反射した照射光が入射する第1の角度可変ミラーを備え、
前記第1の角度可変ミラーで反射した照射光が前記スキャナで走査され、
前記第1の角度可変ミラーの角度が、前記第1のガイド機構における前記光学系ユニットの位置に応じて変化する請求項1、又は2に記載の観察装置。
The optical system unit comprises: a first variable-angle mirror on which the irradiation light reflected by the movable mirror is incident;
The illumination light reflected by the first variable angle mirror is scanned by the scanner,
Wherein the angle of the first variable angle mirror, the observation apparatus according to claim 1 or 2 changes according to the position of the optical system unit in the first guide mechanism.
第1の軸周りに回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸を前記第1の軸周りに回転させる回転軸駆動機構と、
前記回転軸に取り付けられたアームであって、第1のガイド機構が設けられたアームと、
前記第1のガイド機構に沿って移動可能に設けられた光学系ユニットであって、サンプルに照射される照射光を走査するスキャナを有する光学系ユニットと、
前記光学系ユニットのサンプル側に取り付けられ、前記スキャナで走査された照射光をサンプルに集光する対物レンズと、
前記対物レンズが前記第1の軸の延長線上にある回転中心点周りに回転移動するように、前記光学系ユニットを前記第1のガイド機構に沿って移動させるユニット駆動機構と、を備えた観察装置であって、
前記回転軸の内部を光が通過できるよう、前記回転軸が中空に形成されており、
前記観察装置は、
前記第1の軸上において前記アームに取り付けられ、前記回転軸の内部を通過した照射光を反射する回転ミラーと、
前記アームに設けられ、前記回転ミラーからの照射光を前記光学系ユニットに向けて反射する第2の角度可変ミラーと、を備え、
前記光学系ユニットは、
前記光学系ユニットに取り付けられ、前記第2の角度可変ミラーで反射した照射光を反射する第3の角度可変ミラーと、
前記第3の角度可変ミラーで反射した照射光を反射するミラーと、を備え、
前記ミラーに対する前記照射光の入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化し、
前記第3の角度可変ミラーに対する前記照射光の入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化する観察装置。
A rotation axis rotatably provided about the first axis;
A rotary shaft drive mechanism for rotating the rotary shaft around the first shaft;
An arm attached to the rotation shaft, the arm provided with a first guide mechanism;
An optical system unit movably provided along the first guide mechanism, the optical system unit having a scanner for scanning irradiation light irradiated to the sample.
An objective lens attached to the sample side of the optical system unit and focusing the irradiation light scanned by the scanner onto the sample;
A unit drive mechanism for moving the optical system unit along the first guide mechanism such that the objective lens is rotationally moved about a rotation center point on an extension of the first axis A device,
The rotating shaft is hollow so that light can pass through the inside of the rotating shaft,
The observation device
A rotating mirror attached to the arm on the first axis and reflecting illumination light that has passed through the inside of the rotation axis;
And a second variable-angle mirror provided on the arm and reflecting light emitted from the rotating mirror toward the optical system unit,
The optical system unit is
A third angle variable mirror attached to the optical system unit and reflecting illumination light reflected by the second angle variable mirror;
A mirror that reflects the illumination light reflected by the third variable angle mirror;
The angle of the third variable-angle mirror changes in accordance with the incident position of the irradiation light to the mirror,
The third according to the incident position of the irradiation light with respect to the angle variable mirror, observation device angle of the second variable angle mirror you change.
前記第3の角度可変ミラー、及び前記ミラーは、それぞれ
基板と、
前記基板の前面側に設けられ、前記照射光の一部を透過するように形成された反射膜と、
前記基板の背面側に設けられ、前記照射光の入射位置を検出する位置センサと、を備え、
前記ミラーの前記位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化し、
前記第3の角度可変ミラーの前記位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化する請求項に記載の観察装置。
The third variable angle mirror and the mirror each have a substrate,
A reflective film provided on the front side of the substrate and formed to transmit a part of the irradiation light;
A position sensor provided on the back side of the substrate to detect an incident position of the irradiation light;
The angle of the third variable-angle mirror changes in accordance with the incident position detected by the position sensor of the mirror,
The observation apparatus according to claim 4 , wherein an angle of the second variable-angle mirror changes in accordance with an incident position detected by the position sensor of the third variable-angle mirror.
前記第3の角度可変ミラーと前記ミラーとの間の光路中に配置され、前記第3の角度可変ミラーで反射した前記照射光の一部を取り出す第1のビームサンプラと、
前記第1のビームサンプラで取り出された前記照射光の入射位置を検出する第1の位置センサと、
前記ミラーと前記スキャナとの間の光路中に配置され、前記ミラーで反射した照射光の一部を取り出す第2のビームサンプラと、
前記第1のビームサンプラで取り出された前記照射光の入射位置を検出する第2の位置センサと、をさらに備え、
前記第1の位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第2の角度可変ミラーの角度が変化し、
前記第2の位置センサで検出された入射位置に応じて、前記第3の角度可変ミラーの角度が変化する請求項に記載の観察装置。
A first beam sampler disposed in an optical path between the third variable angle mirror and the mirror and extracting a part of the irradiation light reflected by the third variable angle mirror;
A first position sensor for detecting an incident position of the irradiation light extracted by the first beam sampler;
A second beam sampler disposed in a light path between the mirror and the scanner for extracting a portion of the irradiation light reflected by the mirror;
And a second position sensor for detecting an incident position of the irradiation light extracted by the first beam sampler,
The angle of the second variable-angle mirror changes in accordance with the incident position detected by the first position sensor,
The observation apparatus according to claim 4 , wherein an angle of the third variable angle mirror changes in accordance with an incident position detected by the second position sensor.
前記照射光を発生するパルスレーザ光源をさらに備えた請求項1〜6のいずれか1項に記載の観察装置。 The observation apparatus according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a pulse laser light source that generates the irradiation light. 前記回転中心点を挟んで、前記光学系ユニットと対称な位置において、前記アームにカウンタウェイトが取り付けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の観察装置。 The observation apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein a counter weight is attached to the arm at a position symmetrical to the optical system unit with the rotation center point interposed therebetween.
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